Des chercheurs de l’Université du Michigan et de l’Université de Tokyo ont mis au point un système permettant de fournir de l’électricité dans l’air en toute sécurité. Cette technique a le potentiel de transformer un bâtiment entier en une zone de recharge sans fil.
Détaillée dans une nouvelle étude publiée dans Nature Electronics, la technologie peut générer 50 watts de puissance en utilisant un champ magnétique.
L’auteur de l’étude, Alanson Sample, professeur d’informatique et d’ingénierie à l’UM, a déclaré qu’en plus de détacher les téléphones et les ordinateurs portables, la technologie pourrait également alimenter des dispositifs médicaux implantés et ouvrir de nouvelles possibilités pour la robotique mobile dans les maisons et les installations de fabrication. L’équipe travaille également à la mise en œuvre du système dans un espace plus petit que la taille de la pièce, par exemple une boîte à outils qui charge les outils placés à l’intérieur.
« Cela augmente vraiment la puissance du monde de l’informatique partout. Vous pouvez mettre un ordinateur dans n’importe quoi sans avoir à vous soucier de le charger ou de le brancher », a déclaré Sample.
« Il existe également de nombreuses applications cliniques; Les implants cardiaques actuels, par exemple, nécessitent des fils qui circulent de la pompe à travers le corps vers une alimentation externe. Cela peut l’éliminer, réduire le risque d’infection et améliorer la qualité du patient. La vie », a-t-il ajouté.
L’équipe, dirigée par des chercheurs de l’Université de Tokyo, a démontré la technologie dans une salle d’essai en aluminium sur mesure mesurant environ 10 pieds sur 10 pieds. Ils alimentent les lumières, les ventilateurs et les téléphones cellulaires sans fil qui peuvent tirer du courant de n’importe où dans la pièce, quel que soit l’emplacement des personnes et des meubles.
Le système représente une amélioration majeure par rapport aux efforts précédents des systèmes de charge sans fil, qui utilisent un rayonnement micro-ondes potentiellement nocif ou des appareils qui doivent être placés sur des pads de charge spéciaux, ont déclaré les chercheurs. Au lieu de cela, il utilise des surfaces conductrices sur les murs de la pièce et des pôles conducteurs pour générer des champs magnétiques.
L’appareil utilise un champ magnétique avec des bobines de fil, qui peuvent être intégrées dans l’électronique telle que les téléphones mobiles. Les chercheurs disent que le système pourrait facilement être mis à niveau vers des structures plus grandes telles que des usines ou des entrepôts tout en respectant les directives de sécurité existantes pour l’exposition aux champs électromagnétiques.
« Quelque chose comme ça serait plus facile à mettre en œuvre dans une nouvelle construction, mais je pense que la rénovation est également possible », a déclaré Takuya Sasatani, chercheur à l’Université de Tokyo et auteur de l’étude.
« Certains bâtiments commerciaux, par exemple, ont déjà des poteaux de support en métal et devraient permettre de pulvériser des surfaces conductrices sur les murs, peut-être de la même manière que les plafonds texturés », a-t-il déclaré.
La clé pour que ces systèmes fonctionnent, a déclaré Sample, est de construire des structures de résonance capables de transmettre des champs magnétiques de la taille d’une pièce tout en limitant les champs électriques nocifs, qui peuvent chauffer les tissus biologiques.
La solution de l’équipe utilisait un dispositif appelé condensateur arré. Placé dans la cavité du mur. Ils génèrent un champ magnétique qui résonne à travers la pièce, tout en piégeant le champ électrique à l’intérieur du condensateur lui-même. Cela a surmonté les limites des systèmes d’alimentation sans fil précédents, qui se limitaient à envoyer de grandes quantités d’énergie sur quelques millimètres ou de très petites quantités d’énergie sur de longues distances.
Le deuxième obstacle est de savoir comment générer un champ magnétique qui atteint tous les coins de la pièce. Les champs magnétiques ont tendance à se déplacer dans des motifs circulaires, créant des points morts dans les pièces carrées. De plus, le récepteur doit s’aligner sur le champ d’une certaine manière pour attirer la puissance.
Des tests avec des poupées anatomiques ont montré que le système pouvait fournir au moins 50 watts de puissance à n’importe quel endroit de la pièce sans dépasser les directives de la FCC pour l’exposition à l’énergie électromagnétique.
Les chercheurs ont noté que l’application du système dans un cadre commercial ou résidentiel est susceptible d’être dans des années. Ils travaillent actuellement à tester le système dans un bâtiment sur le campus d’Umm.
L’équipe comprenait également Yoshihiro Kawahara, professeur de génie électrique et de systèmes d’information à l’Université de Tokyo. La recherche a été soutenue par l’Agence japonaise pour la science et la technologie et la Société japonaise pour la promotion de la science.
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