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全新無線技術:口袋裡就能為手機充電

一項突破性的科技進展,正為手機及其他電子裝置開闢全新道路,讓它們只需放在口袋裡就能充電。這項創新系統可在三維空間(包含牆壁、地板和空氣)中實現無線充電。

12月12日,蔚山科學技術大學(UNIST)電機工程學系的富蘭克林・比恩教授及其研究團隊宣佈,研發出一種基於電共振的革命性無線電力傳輸(ERWPT)系統,這在該領域是一個重要的里程碑。這項現代技術讓裝置幾乎能在三維環境的任何地方充電,解決了傳統磁共振無線電力傳輸(MRWPT)長期以來存在的問題,並提供了一個強大的解決方案,能在不受裝置精準定位限制的情況下實現高效的電力傳輸。相關論文已發表於《先進科學》期刊。

儘管磁共振無線電力傳輸(MRWPT)是無線能量傳輸領域的先驅概念,但它因磁場對接收器排列的限制而面臨瓶頸。由於磁共振無線電力傳輸缺乏單極磁特性,隨著接收器位置的改變,電力傳輸效率(PTE)的靈敏度會降低,這使得高效無線電力解決方案的實際應用變得複雜。

相比之下,電共振無線電力傳輸(ERWPT)利用了電荷的單極特性,相較於基於磁場的方法具有顯著優勢。新研發的技術在2米的距離內實現了高達50瓦的非輻射電力傳輸,電力傳輸效率達到46%,而且無論接收器的排列如何變化,效率都能保持一致。作為參考,2007年麻省理工學院(MIT)的研究人員使用磁共振方法在相同距離下實現了40%的傳輸效率。

比恩教授表示:「雖然麻省理工學院的研究表明了使用自共振方法進行中距離充電的可行性,但我們的技術才是真正的創新,它能在三維空間的任何地方實現充電。」他進一步闡述道:「這項發展將為智慧工廠中的物流機器人和自動化系統提供無線充電解決方案。」

這項突破的一個關鍵要素是發射接收器的物理結構得到了改進,採用了開放式雙線圈配置。這種設計最佳化了電共振,並透過允許裝置在電場中自由定位而不影響效率,促進了有效的電力傳輸。這種配置還能實現更長距離的無線電力傳輸。

此外,電共振無線電力傳輸(ERWPT)系統允許同時為多個電子裝置充電,實驗結果證實,即使多個接收器位於同一空間,電力傳輸效率依然能保持一致。

研究團隊強調了這項研究的學術意義,它不僅是技術上的成就,還為電磁力的本質提供了全新的視角。蔚山科學技術大學(UNIST)的第一作者李邦英博士指出:「電共振無線電力傳輸(ERWPT)系統引入了一種利用電磁力的新型能量傳輸方法,展現了理解電磁現象的全新途徑。」