无线能量传输

p30900

英国《自然·电子学》杂志30日发表的一项研究称，日本科学家们报告了一种方法，可在房间里任何地方给小型电子设备无线充电。该方法或可用于建造小型充电柜、无线充电房间，甚至建造无人工厂，其中的设备无需电线即可运行。

能量从能量源传输到电负载的过程中，不是通过传统的有线传输，而是由无线传输来实现，就是无线能量传输。现有的实现方法包括：辐射技术（通过独特的接收器接收空气中尚未散失的辐射能量）、电感耦合技术（通过较为直接的接触来进行能量传输）、转换技术（从环境中收获能源）以及磁场共振技术（让两个物体在同一频率实现共振）。

当前的无线传输技术已经可以用于给小型电子产品充电，比如智能手机和电动牙刷。但这些系统基本都需要这些设备保持静态，并与充电座或充电板的距离保持在数厘米内。

日本东京大学笹谷拓也及其同事此次开发了一种技术，利用墙内导电表面上多向的分散电流，把房间转变成无线能量传输系统。该技术被称为“多模准静态空洞共振器”（MQCR），会在整个房间（3米×3米×2米）内产生三维磁场，能有效地结合电子设备（如智能手机、灯泡或电扇）上的小型接收线圈。

目前，接收线圈需要与磁场保持合适的角度才能实现最大效率，但房间各处以及设备在移动中的能量传输效率仍可超过37.1%。研究团队认为，这一方法相比过去的手段（例如现有基于线圈的发射器）提供了更大的灵活性。

笹谷和共同作者还探索了该系统的安全性，尤其是在运行中有多少能量可能被生物组织吸收。研究发现，他们的结果符合联邦通信委员会和电气与电子工程师学会制定的准则。

研究团队期望，这一房间大小的、安全的无线能量传输，能在工业和个人生活空间里为电子设备供电方面提供广泛的应用。