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現(xiàn)在的無線手機(jī)充電好是好，但只能牢牢拴在充電板上充。

有沒有可能像無處不在的WIFI一樣隨時(shí)為我們的手機(jī)充電呢？

東京大學(xué)和密歇根大學(xué)的研究人員發(fā)明了這樣一個(gè)無線充電室，可以提供50W的傳輸功率，成功為屋內(nèi)的手機(jī)、電臺(tái)燈和小風(fēng)扇充上了電。

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ps.注意臺(tái)燈的插頭就在地上，電風(fēng)扇沒有連接任何線路，手機(jī)上的那根線是連接收器用的。

研究成果發(fā)表在Nature Electronics。

50W傳輸功率的無線充電室

實(shí)現(xiàn)無線充電的方法有3種：電磁感應(yīng)式、磁場共振和無線電波式。

本研究采用的是磁場共振原理：發(fā)送和接收裝置在一個(gè)特定的頻率上共振，就可以交換彼此的能量。

該房間規(guī)模為3mx3mx2m，首先在外面配備一個(gè)輸出頻率為1.34MHz的射頻電源，然后通過激勵(lì)線圈（drive coil）將電磁波輸送到房間內(nèi)。

通過房間墻壁上的導(dǎo)電表面和導(dǎo)電極來產(chǎn)生共振磁場，最后再用一個(gè)小線圈組成的接收設(shè)備就可以給手機(jī)等設(shè)備充電了。

該系統(tǒng)的關(guān)鍵之一就是建立了一個(gè)共振結(jié)構(gòu)生成共振磁場：這是通過放置在壁腔中的集成電容器來搞定的，它可同時(shí)將電場捕獲在電容器內(nèi)部。

而電磁在方形的房間內(nèi)傳播會(huì)形成死角，此外線圈接收器也需要與磁場對齊來接受能量，所以系統(tǒng)的另一個(gè)關(guān)鍵是如何讓房間的每一個(gè)角落都布滿磁場。

作者將接受方式比喻成用網(wǎng)抓蝴蝶，成功的關(guān)鍵是讓房間內(nèi)有盡可能多的蝴蝶并且蝴蝶飛的方向也盡可能多。

因此，該系統(tǒng)最終生成了兩個(gè)獨(dú)立的3D磁場：一個(gè)圍繞房間的中心轉(zhuǎn)，另一個(gè)在各個(gè)角來回轉(zhuǎn)，這樣就能保證設(shè)備在房間的任意位置都可以充電了。

當(dāng)然，方形的房間四個(gè)角還是會(huì)照顧不到，所以東京大學(xué)正在建設(shè)的這個(gè)專門的無線充電室為一個(gè)鋁制的八邊形（高2m，直徑3mi）：

這樣就全方位無死角了。

這是該充電室和市面上的無線充電設(shè)備第一個(gè)區(qū)別：可以任意位置充。

而小米雖然今年提出了一個(gè)真正的無線充電樁（原型階段），可以真正做到數(shù)米遠(yuǎn)都能給手機(jī)充電。

但它也有一個(gè)問題：功率還不夠大，只有5W。當(dāng)然，目前常見無線手機(jī)充電設(shè)備比如iPhone 12最高也只有15W。

所以這個(gè)無線充電室的另一個(gè)優(yōu)勢就是它提供的至少50W的功率。

而且不用擔(dān)心安全，這個(gè)充電室完全符合FCC規(guī)定。

最后，除了給手機(jī)等設(shè)備充電，該技術(shù)還能運(yùn)用到可植入醫(yī)療設(shè)備、家中或工業(yè)環(huán)境中的移動(dòng)機(jī)器人等。

隨著技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，這種無線充電室提供的功率還會(huì)更高。

論文地址：
https://www.nature.com/articles/s41928-021-00636-3