Hoewel de tijd van bedrade telefoons aan de muur voorbij is en draadloze internetverbindingen thuis en onderweg gebruikelijk zijn, mensen zijn nog steeds afhankelijk van snoeren om hun mobiele apparaten op te laden. Mijn onderzoek, en die van anderen in het veld, werkt aan de visie om netsnoeren te verwijderen door batterijen draadloos op te laden.

Baanbrekend elektrotechnisch ingenieur Nikola Tesla stelde zich voor het eerst voor om in de jaren 1890 elektriciteit door de lucht te verzenden zonder draden. Het principe is vergelijkbaar met hoe een radiosignaal van het radiostation naar uw ontvanger gaat - elektriciteit wordt omgezet in elektromagnetische golven die, als ze op hun bestemming aankomen, worden weer omgezet in elektrische signalen. Een draadloos oplaadsysteem zou Hoewel, veel meer energie moeten zenden en ontvangen dan een radiosignaal.

Daten, een groot probleem was hoe weinig vermogen zelfs korte afstanden van enkele centimeters tussen zender en ontvanger kan overbruggen. In de handel verkrijgbare draadloze opladers vereisen dat gebruikers hun telefoons rechtstreeks op een oplaadpad plaatsen; ze optillen, zoals bij het beantwoorden van een telefoontje, stopt het opladen. Terwijl onderzoekers en industrie-ingenieurs plannen ontwikkelen voor het overdragen van vermogen over langere afstanden, het is nog niet mogelijk om een ​​elektrische auto op te laden door hem simpelweg boven een laadstation in de stoep van een snelwegparkeerplaats of huisgarage te parkeren.

Verdere vooruitgang kan aanzienlijk zijn:denk aan een patiënt die zijn pacemakerbatterij nooit hoefde te laten vervangen of een wegennet dat elektrische voertuigen zou kunnen opladen terwijl ze rijden. Rookmelders hoeven hun batterijen misschien nooit meer te vervangen; het installeren van een nieuwe lamp in een huis kan net zo eenvoudig zijn als het ophangen van een schilderij - en het vinden van het dichtstbijzijnde stopcontact is geen probleem meer.

Uitlijning precies goed krijgen

De verbinding tussen een krachtzender en een ontvanger is cruciaal voor hoeveel elektriciteit van de ene naar de andere kan gaan. Idealiter - en het meest efficiënt - zou de frequentie waarmee het vermogen wordt uitgezonden, overeenkomen met een natuurlijke resonantiefrequentie van de ontvanger. Het is net als wanneer vrachtwagens langs je huis rijden:sommige trillen op de juiste frequentie om je ramen te laten rammelen, maar andere vrachtwagens glippen amper geluid voorbij.

Voor draadloos opladen, een belangrijke uitdaging is ervoor te zorgen dat de zender en ontvanger goed zijn uitgelijnd. Als ze dat niet zijn, hun frequenties komen mogelijk niet precies overeen, de hoeveelheid overgedragen vermogen aanzienlijk verminderen - of zelfs tot nul.

Onze onderzoeksgroep werkt aan de ontwikkeling van elektronische componenten van opladers die kunnen worden aangepast - zoals het afstemmen van een radio - totdat de resonantiefrequenties overeenkomen. Systemen die kunnen worden afgestemd – of, beter nog, die zelf kunnen opmerken wanneer de zenders en ontvangers niet precies zijn uitgelijnd, en zichzelf automatisch afstemmen – zal veel efficiënter zijn.

Bijvoorbeeld, als een elektrische auto bovenop een acculader parkeert, ideaal, de stroomontvanger en zender zouden perfect op één lijn liggen, in positie om op dezelfde frequentie te resoneren. Als de bestuurder scheef parkeert, Hoewel, of te ver naar voren of naar achteren, de transmissie zal niet zo efficiënt zijn. In dat geval, het apparaat voelt dat de stroom niet zo goed wordt overgedragen als verwacht, en kan de componenten aanpassen om de frequentie van de transmissie te variëren om het beter te doen.

Ons werk sluit aan bij ander onderzoek aan andere universiteiten, ontwikkeling van snelladende batterijen en krachtige besturingselektronica om de efficiëntie en vermogensdichtheid voor snel opladen te verbeteren. Het zal tijd kosten voordat al dat werk vruchten afwerpt en de commerciële markten bereikt, maar er komt een echt draadloze toekomst aan.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.