Ricarica wireless: sta arrivando un futuro completamente senza fili

Sebbene iossi di telefoni fissi a muro finiscano e le connessioni internet wireless siano comuni a casaangel seconds of the go, le Società continuano a dipendere dai fragola per ricaricare i loro dispositivi mobili. La mia ricerca, e quella degli altri sul campo, sta lavorando alla visione di rimuovere i cavi di alimentazione ricaricando le batterie in modalità wireless.

L'ingegnere elettronico pionieristico Nikola Tesla immaginò per la prima volta di trasmettere elettricità attraverso l'aria senza fili nel 1890. Il principio è simile a come un segnale radio arriva dalla stazione radio al ricevitore: l'elettricità viene convertita in onde elettromagnetiche che, quando arrivano a destinazione, vengono riconvertite in segnali elettrici. Tuttavia, un sistema di ricarica wireless dovrebbe trasmettere e ricevere molta più energia di un segnale radio.

Ad oggi, un grosso problema è stato il modo in cui la piccola potenza è in grado di attraversare anche brevi distanze di pochi centimetri tra trasmettitore e ricevitore. I caricabatterie wireless disponibili in commercio richiedono agli utenti di posizionare i loro telefoni direttamente su un tappetino di ricarica; sollevandoli, come quando si risponde a una telefonata, si interrompe la ricarica. Mentre i ricercatori e gli ingegneri del settore stanno sviluppando piani per trasferire la potenza su lunghe distanze, non è ancora possibile ricaricare un'automobile elettrica semplicemente parcheggiandola sopra una piattaforma di ricarica nel pavimento di un'area di sosta autostradale o in un garage.

Ulteriori progressi potrebbero essere significativi: pensate a un paziente che non ha mai avuto bisogno di sostituire la batteria del pacemaker o di un sistema stradale in grado di caricare veicoli elettrici mentre guidano. I rilevatori di fumo potrebbero non aver più bisogno di sostituire le batterie; installare una nuova lampada in una casa potrebbe essere facile come appendere una foto e trovare la presa elettrica più vicina non sarebbe più una preoccupazione.

Ottenere l'allineamento giusto

La connessione tra un trasmettitore di potenza e un ricevitore è cruciale per quanta elettricità può spostarsi da una all'altra. Idealmente, e in modo più efficiente, la frequenza di trasmissione della potenza corrisponderebbe a una frequenza di risonanza naturale del ricevitore. È come quando i camion passano vicino a casa tua: alcuni di essi vibrano alla giusta frequenza per far tremare i finestrini, ma altri camion scivolano via con appena un suono.

Per la ricarica wireless, una sfida chiave è assicurarsi che il trasmettitore e il ricevitore siano allineati correttamente. Se non lo sono, le loro frequenze potrebbero non corrispondere esattamente, facendo scendere la quantità di energia trasferita in modo significativo o addirittura a zero.

Il nostro gruppo di ricerca sta lavorando allo sviluppo di componenti elettronici di caricabatterie che possono essere regolati, come la sintonizzazione di una radio, fino a quando le frequenze di risonanza non coincidono. I sistemi che possono essere sintonizzati - o, meglio ancora, che possono accorgersi da soli quando i trasmettitori e ricevitori non sono esattamente allineati e sintonizzarsi automaticamente - saranno molto più efficienti.

Ad esempio, se un elettromobile parcheggia sopra un caricabatterie, idealmente, il ricevitore e il trasmettitore di potenza si allineano perfettamente, in modo da risuonare alla stessa frequenza. Se il conducente è parcheggiato ad angolo, però, o troppo avanti o indietro, la trasmissione non sarà altrettanto efficiente. In tal caso, il dispositivo rileva che la potenza non si trasferisce come previsto, e può regolare i componenti per variare la frequenza della trasmissione per fare meglio.

Il nostro lavoro si allineerà ad altre ricerche in altre università, sviluppando batterie a ricarica rapida e elettronica di controllo ad alta potenza per migliorare l'efficienza e la densità di potenza per una ricarica rapida. Ci vorrà del tempo perché tutto quel lavoro dia frutti che lo portino ai mercati commerciali, ma sta arrivando un futuro davvero senza filo.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Shashank Priya. Leggi l'articolo originale qui.