韩半岛

[科学咖啡厅]只要进入房间就能完成充电,柱子和墙壁供电

李永完 科学专业记者

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▲ 在无线充电屋,即使没有电线或充电器也能使用智能手机、电灯和电风扇。此外,研究小组还表示,这里的电磁波吸收率低于标准值,不会对人体造成危害。/ 日本东京大学
“手机电池没电”这句话行不通的日子已经不远了。这是因为开发出了在家不用充电器也能自动充电的技术,墙壁和柱子就是无线充电装置。

8月30日,日本东京大学和美国密歇根大学的联合研究小组在国际学术杂志《自然·电子学》上宣布:“我们开发出了产生磁场,以无线方式为电子设备供电的‘充电屋(charging room)'。” 也就是说,房间本身就是个无线充电器。


◇ 没有电磁波危险,可无线充电

研究小组在实验室建造了长宽为3米、高2米的房间。在这里,他们成功为智能手机、电灯、电风扇无线传送了50瓦的电力。

研究小组表示,如果充电屋实现商用化,在没有充电装置的情况下,也能随意在室内使用电器电子设备。研究小组还预测称,如果在工具箱上使用同样的技术,可以经常给电动工具充电,工厂也可以在没有电线的情况下启动各种设备。

▲ 在无线充电屋里,智能手机、电灯和电风扇在没有电线的情况下进行无线充电的情景。/ 日本东京大学
论文第一作者、东京大学教授Takuya Sasatani说:“不仅是新建的建筑,现有的建筑也有金属柱子,就像重新贴墙纸一样,通过给墙壁喷上导电性喷雾,进行修整后也能具有同样的能力。”

此前也进行过类似的尝试,但想把磁场传送到远处,会产生对人体有害的电场。电场会发热,损伤生物组织。

研究小组通过分散放在墙内的电容器解决了这个问题。研究小组说,传送磁场时有害的电场被锁在了电容器内。在人体模型实验中,电磁波吸收率低于美国联邦通信委员会(FCC)的标准值,对人没有任何危害。

共同作者、密歇根大学教授阿兰森·桑普尔说:“充电屋可以让所有事物不用担心电源,能连接电脑,还可以用于人体移植的心脏起搏器等医疗器械的充电。”

▲ 无线充电屋安装的人体模型的电磁吸收率,均低于美国政府的标准值。/ 日本东京大学
◇墙壁和柱子发挥无线充电垫的作用

无线充电的基本原理是19世纪英国物理学家法拉第发现的“电磁感应”现象。简单来说,其物理原理是当电线上有电流时,其周围会产生磁场,这种磁场的能量就会在附近的其他电线上产生电流。

我们可以把充电屋看做智能手机无线充电垫的放大版。无线充电垫里缠绕着线圈。当电流在垫子上流动时,线圈就会变成磁铁,磁铁肉眼不可见的力量——磁场会蔓延开来。智能手机里也有线圈,从垫子上延伸出来的磁场通过放在上面的智能手机的线圈产生电流,这种电流能给智能手机电池充电。

▲ 长宽为3米、高2米的充电屋实验装置,中间的柱子和墙壁里装有磁场发生装置。/ 日本东京大学
充电屋在墙壁和柱子里装有无线充电垫,从中产生的磁场能为家里的各种电器充电。智能手机必须放在现有的无线充电垫上才能充电,但在充电屋里,随便放在哪里都无所谓。此外,虽然来自墙壁的磁场肯定会有死角,但房间中间的导电柱也会产生磁场,从而解决了这一问题。

密歇根大学教授桑普尔介绍说:“在空中供应电源就像用蜘蛛网抓蝴蝶,如果蝴蝶很多,无论蜘蛛网在哪里,都可以轻易抓到蝴蝶,磁场在很多地方发生相互交叉,所以可以随时随地充电。”

输入 : 2021-09-01 09:51  |  更新 : 2021-09-01 14:54

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