Superčočky rozšíří možnosti bezdrátového přenosu energie

Vynálezce Nikola Tesla se již před téměř stoletím pokoušel o technologii, která by mohla přenášet energii vzduchem. Realizovat se jí však zatím podařilo jenom pro přenosy na velmi krátké vzdálenosti. Nyní vědci na Duke University vytvořili zařízení schopné energii přenášet s pomocí slabého magnetického pole na vzdálenosti několikanásobně větší.

Přístroj představili vědci z Duke's Pratt School of Engineering, kteří použili tzv. metamateriály, z nichž vytvořili „superčočky“ které umějí zesílit magnetické pole. Superčočky odešlou magnetické pole z vysílače do téměř 30 cm vzdáleného přijímače, a ten jej přemění na elektrický proud. Experiment byl prvním případem, kdy takto navržené zařízení odeslalo energii vzduchem s účinností mnohem vyšší, než jaké by bylo možné dosáhnout bez použití superčoček.

Tým tvořený specialisty z Duke University a ze společnosti Toyota vyvinul čtvercové superčočky, které vzdáleně připomínají několik desítek Rubikových kostek spojených dohromady. Vnitřní i vnější stěny těchto kvádrů jsou pokryty spirálami z měděného drátu podobného tomu který se dává do mikročipů. Geometrie buněk a jejich opakování v metamateriálu interagují s magnetickým polem a soustředí jej do rovného paprsku, v němž je intenzita energie daleko vyšší. 30 cm od superčoček umístili vědci malou měděnou cívku, kterou nechali procházet střídavý elektrický proud, který okolo ní vytvořil magnetické pole.

Podobný experiment již předtím provedly laboratoře Mitsubishi Electric, ale s jedním důležitým rozdílem, a sice, že vzdálenost, na níž byla energie přenášena, byla přibližně stejná jako poloměr cívek. V takovémto složení by musely být cívky veliké, aby fungovaly na dostatečnou vzdálenost. Nyní by vědci rádi dále pokračovali ve vylepšování systému, aby byl co nejvhodnější pro přenosy energie v reálných situacích jako je dobíjení mobilních zařízení i když se pohybují v prostoru. Chtějí proto vytvořit otočné superčočky, u nichž by bylo možné dynamicky měnit směr paprsku podle polohy dobíjeného zařízení.

Skutečná funkčnost, kterou uživatelé od podobných zařízení očekávají je podle nich totiž schopnost dobíjet zařízení bez ohledu na to, kde se zrovna nachází – ne jen je dobít bez spojení kabelem. Předchozí komerčně nabízené produkty jako Power Mat™ se nerozšířily právě z tohoto důvodu: i když pro dobíjení nevyžadují fyzický kabel, uživatele připoutají k určenému prostoru, kde dobíjení může propbíhat, což ve svém důsledku vytváří neviditelné vlákno spojující uživatele s dobíjecím zaříázením. Cílem vědců z Duke je zbavit se nejen drátů, ale i těchto neviditelných pout.

Více na phys.org
Článek o experimentu byl publikován v časopise Nature
Obrázek: Duke University