انتقال برق بدون سیم ممکن شد!

اقتصاد۲۴ – براساس آنچه ساینس‌آلرت می‌نویسد، پژوهشگران با استفاده از نور لیزر فروسرخ توانسته‌اند ۴۰۰ میلی‌وات توان نوری را تا مسافت حداکثر ۳۰ متر انتقال دهند. این توان برای شارژ حسگر‌های کوچک کافی است، بااین‌حال در گذر زمان ممکن است دانشمندان فناوری جدید را پیشرفته‌تر کنند تا با انتقال توان نوری بیشتر، شارژ کردن دستگاه‌های بزرگ‌تری مثل گوشی‌های هوشمند امکان‌پذیر شود.

نکته‌ی مهم این است که فرایند انتقال توان ازطریق نور به روش کاملاً ایمن انجام می‌گیرد. لیزر وقتی در حال استفاده نباشد وارد حالت کم‌مصرف می‌شود.

دانشمندان از اصطلاح فنی «شارژ لیزری توزیع‌شده» برای فناوری جدید استفاده کرده‌اند. نمونه‌ای از این فناوری که توانایی انتقال ۴۰۰ میلی‌وات توان نوری دارد بسیار ایمن‌تر از آزمایش‌های پیشین است و می‌تواند توان را تا مسافت طولانی‌تری انتقال دهد. دانشمندان می‌گویند در نمونه‌ی جدید از همان فناوری‌های انتقال بی‌سیم که برای آزمایش‌های قبلی استفاده شده بود بهره گرفته می‌شود.

جین‌یونگ ها، از اعضای دانشگاه سجونگ در کره‌ی جنوبی، می‌گوید «در اکثر رویکرد‌های دیگر، دستگاه مقصد باید در داخل یک شارژر به‌خصوص قرار بگیرد یا اینکه هیچ حرکتی نداشته باشد» بااین‌حال به هنگام استفاده از شارژ لیزری توزیع‌شده، تا زمانی که فرستنده و گیرنده در نزدیکی هم باشند فرایند شارژ انجام می‌گیرد.

به‌طور معمول قطعاتی که نور را ارسال و دریافت می‌کنند و باعث ایجاد نوعی کاواک لیزری می‌شوند، در داخل یک دستگاه در کنار هم قرار می‌گیرند. بااین‌حال در پروژه‌ی جدید، این قطعات از هم جدا شده‌اند و در قالب یک فرستنده و یک گیرنده فعالیت می‌کنند. این یعنی تا زمانی که فرستنده و گیرنده در نزدیکی هم باشند، کاواک لیزری در فضای بین آن‌ها تشکیل می‌شود.

در پروژه‌ی آزمایشی جدید، یک فرستنده‌ی ویژه که در ساخت آن از فلز نقره‌ای‌رنگ اربیوم استفاده شده در فاصله‌ی ۳۰ متری از گیرنده قرار گرفت. دستگاه گیرنده مجهز به سلول‌های فتوولتائیک بود تا بتواند سیگنال‌های نور را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.

دستگاه گیرنده که ابعادش به تنها ۱۰ میلی‌متر در ۱۰ میلی‌متر می‌رسد به حدی کوچک است که می‌توان آن را در داخل گجت‌های کوچک مثل حسگر‌ها قرار داد. بدین ترتیب می‌توان وسایل کوچک هوشمند خانگی نظیر حسگر‌های حرکتی یا دمایی را با روش جدید به‌صورت بی‌سیم شارژ کرد.

در آینده‌ای نه‌چندان دور ممکن است پس از ورود به فرودگاه فرایند شارژ گوشی هوشمند شما در همان حین که مشغول استفاده از آن هستید آغاز شود. برای این کار هیچ‌نیازی به کابل یا پریز برق ندارید. البته تا قبل از عملی شدن این اتفاق، پژوهشگران باید به روشی ایمن برای افزایش مقدار انرژی منتقل‌شده ازطریق سیستم دست پیدا کنند.

یکی از کار‌هایی که پژوهشگران باید انجام دهند ارتقای سلول‌های فتوولتائیک موجود در دستگاه گیرنده است تا سلول‌ها بتوانند سیگنال‌های نوری بیشتری را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. یکی دیگر از بهبود‌ها احتمالاً فراهم‌سازی امکان شارژ هم‌زمان چند دستگاه ازطریق یک فرستنده خواهد بود.

این فرآیند نمی‌تواند به پوست یا چشم انسان آسیب بزند. دانشمندان در پروژه‌ی جدید خود یک‌سری اصلاحات اعمال کردند تا بهره‌وری سیستم افزایش یابد و بیشترین انرژی ممکن منتقل شود.

یکی از دانشمندان پروژه می‌گوید قطعه‌ی کروی ویژه‌ای در داخل دستگاه گیرنده قرار داده‌اند تا فرستنده و گیرنده همواره در مسیر هم باشند و بهره‌وری انتقال انرژی به حداکثر برسد. این دانشمند می‌گوید: «ما به‌طور تجربی مشاهده کردیم عملکرد کلی سیستم وابسته به ضریب شکست قطعه‌ی کروی است. ضریب شکست ۲٬۰۰۳ بیشترین اثرگذاری را دارد.»

فناوری شارژ لیزری توزیع‌شده فعلاً روز‌های اول خود را سپری می‌کند. مزایای این فناوری صرفاً به شارژ دستگاه‌های شخصی مثل گوشی هوشمند خلاصه نمی‌شود. این فناوری در محیط‌های صنعتی بسیار کاربردی خواهد بود، چون در این‌گونه محیط‌ها حفاظت از کابل بسیار مشکل است.

شیائومی در سال ۱۳۹۹ کانسپت شارژ بی‌سیم دستگاه‌ها را به نمایش گذاشته بود.

شیائومی بهمن‌ماه ۱۳۹۹ فناوری مشابهی را به‌صورت اولیه به نمایش گذاشته بود. شرکت چینی در آن زمان اعلام کرد فناوری اختصاصی Mi Air Charge می‌تواند چندین دستگاه را به‌طور هم‌زمان در «شعاع چندین متری» شارژ کند. شیائومی همچنین گفت موانع فیزیکی تأثیری روی کاهش توان شارژ ندارند. البته این فناوری شیائومی هنوز تجاری‌سازی نشده و فعلاً در حد ایده است.

نتایج این مطالعه در مجله‌ی علمی Optics Express منتشر شده است.