研究人员建造充电室,为没有电缆的灯、手机、笔记本电脑供电
雅加达——密歇根大学和东京大学的研究人员已经开发出一种系统,可以安全地通过空气传输电力。这项技术有可能将整个建筑变成无线充电区。
在《自然电子》上发表的一项新研究中,这项技术可以利用磁场产生50瓦的功率。
研究作者、UM计算机科学与工程学教授阿兰森·斯潘说,除了解开手机和笔记本电脑的束缚外,这项技术还可以为植入的医疗设备提供动力,并为家庭和制造设施中的移动机器人开辟新的可能性。该团队还致力于在小于房间大小的空间中实现系统,例如为其中的工具充电的工具箱。
"这确实增加了无处不在的计算世界的力量。您可以将计算机插入任何东西,而不必担心充电或插入计算机,"Sample 说。
"也有很多临床应用:例如,当前心脏植入物需要电线从泵穿过身体运行到外部电源。这可以消除它们,降低感染风险,提高患者的生活质量,"他补充说。
由东京大学的研究人员领导的研究小组在一个定制的铝制测试室中展示了这项技术,该试验室大约10英尺乘10英尺。他们无线供电的灯,风扇和手机,可以从房间的任何地方绘制电流,无论人和家具的位置。
研究人员说,与以往无线充电系统相比,该系统有了重大改进,无线充电系统使用了潜在的有害微波辐射,或者要求将设备放置在特殊的充电垫上。相反,它使用房间墙壁和导电杆上的导电表面产生磁场。
该设备利用带线圈的磁场,可集成到手机等电子产品中。研究人员说,该系统可以很容易地升级到更大的结构,如工厂或仓库,同时仍然符合现有的安全准则,暴露在电磁场。
东京大学研究员、该研究的作者Takuya Sasatani说:"在新建筑中实施类似的东西是最容易实现的,但我认为改造也是可能的。
"例如,一些商业建筑已经有金属支柱,应该可以将导电表面喷洒到墙壁上,这也许类似于纹理天花板的纹理,"他说。
Sample说,使这个系统发挥作用的关键是建立一个共振结构,这种结构可以传输房间大小的磁场,同时限制有害的电场,从而加热生物组织。
该团队的解决方案使用了一种称为"块状电容器"的设备。放在墙的腔里。它们产生磁场,在房间内产生共鸣,同时捕获电容器内部的电场。这克服了以往无线电力系统的局限性,这些系统仅限于在数毫米或非常小的长距离传输大量电源。
第二个障碍是如何产生磁场,到达房间的每一个角落。磁场倾向于以圆形模式移动,在方形房间中形成死点。此外,接收器需要以某种方式与字段对齐以绘制电源。
解剖假人测试表明,该系统可向房间内任何位置提供至少 50 瓦的功率,而不会超过 FCC 的电磁能量暴露准则。
研究人员指出,在商业或住宅环境中实施该系统可能还有几年的时间。他们目前正在UM校园的一栋大楼里测试该系统。
该团队还包括东京大学电气工程和信息系统教授川原慎太郎。这项研究得到了日本科学技术厅和日本科学促进会的支持。