東京大學和美國密歇根大學的科學家聯(lián)和開發(fā)了一種新的黑科技——無線充電房,可以通過空氣向電子設備供電,比如筆記本電腦、手機或臺燈等,整個過程不需要任何插頭或電纜。
沒有充電器和插排的建筑
無線充電房(Wireless Charging Room)可以在一定范圍內產生供電的磁場,而且符合目前的安全標準,不會對室內的人或動物造成傷害。
目前,無線充電房已經在一個單獨的實驗室里進行了測試,該系統(tǒng)可以穩(wěn)定提供高達50瓦的電功率,可以為有線設備充電,類似于蘋果的無線充電板,而該系統(tǒng)是通過空氣。
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該研究團隊表示,該系統(tǒng)除了可以丟掉家里成堆的充電器和電纜外,還可以讓更多的設備實現(xiàn)完全自動化,尤其是在建筑和臨床醫(yī)學上。這個系統(tǒng)和建筑業(yè)相結合,可以創(chuàng)造出整棟不需要充電器和插排的住宅和辦公樓。
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“無線充電房可以在臨床醫(yī)學上大顯身手,”該項目的研究人員之一,美國密歇根大學的阿蘭森·桑普爾(Alanson Sample)表示。
“尤其是對于人工心臟移植手術,為了給人工心臟提供穩(wěn)定的電量,目前的人工心臟移植手術需要用一根電線從患者的體內連接到外部的充電設備,而這個過程感染的風險并不低。但如果無線充電房能推廣使用,這種風險將完全消失?!?/p>
研究人員表示,目前的系統(tǒng)在房間的中心設置了一個中央導電桿(central conductive pole) ,這樣一來充電磁場可以完全覆蓋整個房間。
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當然,即使沒有這個磁極也可以穩(wěn)定地為電器充電,但是不可避免的會有供電磁場覆蓋不到的“死角”。
雖然該系統(tǒng)還處于開發(fā)的早期階段,距離向公眾開放可能仍需幾年,但無線充電房的未來發(fā)展?jié)摿Ψ浅4蟆?/p>
安全可靠的無線充電房
其實一直以來,無線充電設備存在很多的爭議。最近的一項研究發(fā)現(xiàn),蘋果的某些產品為了支持最新推出的無線充電功能,在產品中加入了較多的磁鐵,這可能會導致較強的電磁輻射,甚至可能會導致心臟起搏器和除顫器等設備停止運作。
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對此,桑普爾告訴記者,他們開發(fā)的新系統(tǒng)基本不可能出現(xiàn)同樣的情況。
“我們的研究沒有使用永磁體,而是利用低頻振蕩磁場來無線傳輸電功率,并且我們使用的諧振腔的形狀和結構讓我們能更好地控制和引導磁場,因此不會引起同樣的安全問題,”桑普爾解釋道。
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“雖然我們對室內無線電力傳輸?shù)难芯窟€處于起步階段,但我們的初步安全分析表明,我們的系統(tǒng)可以做到安全有效地傳輸電量,而且我們將繼續(xù)探索和發(fā)展這項技術,以達到或超過所有的監(jiān)管安全標準?!?/p>
在房間的任何地方,都能成功充電
研究人員向我們演示了新系統(tǒng),他們模擬了一個10英尺×10英尺的鋁制無線充電房。
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房間內布置了一些家用電器,包括電風扇和臺燈和手機等,以測試該系統(tǒng)能否給這些設備供電。
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實驗表明,不論將這些設備放置在房間的任何地方,都能成功充電。
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研究人員表示,新系統(tǒng)在以前實驗的無線充電系統(tǒng)上進行了很大改進,以前的實驗系統(tǒng)可能會對人體產生有害的微波輻射,或是必須將需要充電的設備放置在專門的充電板上。
而新系統(tǒng)創(chuàng)建了一個共振結構(resonant structure),由導電表面和集成電容器組成的共振結構可以穩(wěn)定的輸送電力。墻壁上的集成電容器和房間中心的中央導電桿可以保證供電磁場的范圍覆蓋整個房間。
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當家用設備需要補充電量時,可以接入磁場。家用設備也需要安裝一些特殊的線圈(wire coils)來控制導電磁場。
“我們的無線充電系統(tǒng)可以很容易地在大型建筑中安裝,如工廠或倉庫,”該項目的另一位研究人員,東京大學的笹谷拓哉(Takuya Sasatani)表示,“目前來看,在新的建筑中安裝無線充電系統(tǒng)很簡單方便,當然,也可以針對現(xiàn)有的建筑制定翻修方案,例如在墻上涂刷導電涂層?!?/p>
新系統(tǒng)解決了以前無線電源系統(tǒng)的局限性,以前的系統(tǒng)只能在很小的范圍內(如幾毫米)提供大量電力,在較大范圍內提供的電量不僅小而且對人體有害。
而新系統(tǒng)不僅擴大了有效供電的范圍,還能將對人體的影響控制在合理范圍。
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