پژوهشگران یکی از بزرگترین چالش‌ها در برابر شارژ بیسیم اشیای در حال حرکت را حل کرده‌اند.
این پیشرفت تازه در فناوری، می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای از "افزایش طول پیمایش خودروهای الکتریکی" گرفته تا "شارژ ربات‌های در حال کار در محوطه‌ی کارخانه‌ها" برای گسترش دامنه‌ی حرکت آنها داشته باشد.
این پژوهش را پژوهشگران دانشگاه استنفورد، بر پایه‌ی دستاوردهای پیشین پژوهشگران دانشگاه MIT به انجام رسانده‌اند.
پژوهشگران MIT پیش‌تر بر روی انتقال "جریان بسنده برای روشن نگهداشتن یک لامپ LED ثابت، بصورت بیسیم و از فاصله یک متری"، کار کرده بودند.
با اینکه این فناوری تا "شدنی کردن شارژ خودروهای حتی کوچک بصورت بیسیم"، راه درازی در پیش دارد ولی آزمایش‌های این پژوهش دست کم نشان داده‌اند که می‌توان به اشیای در حال حرکت نیز بصورت بیسیم جریان الکتریسیته فرستاد.
به این ترتیب یکی از مانع‌ها از راه "شارژ خودروهای در حال حرکت" برداشته شده است.
پیشینه‌ی تلاش برای انتقال بی سیم الکتریسیته به اندازه‌ی پیشینه‌ی خود الکتریسیته است.
می‌توان گفت که این رویای همه‌ی زندگی "Nikola Tesla"، نوآور مشهور قرن ۱۹ بوده است که با افزایش ولتاژ با بهره از خازن، آزمایش‌هایی انجام داد که سرانجام توانست "سیم پیچ تسلا Tesla coils" را بسازد.
این افزایش ولتاژ، به خاطر فرایندی به نام "جفت القایی inductive coupling"، به طور موثری در "رسانایی که در فاصله‌ی کوتاهی قراردارد"، جریان القایی ایجاد می‌کند.
به وجود آوردن جریان در رسانا با "قرار گرفتن در یک میدان مغناطیسی متحرک" را پدیده‌ی القا می‌گوییم.
از آنجا که خود جریان الکتریکی در پیرامون خود "میدان مغناطیسی" به وجود می‌آورد، هر گونه تغییری در جریانی که از ماده‌ی رسانا می‌گذرد، می‌تواند در میدان مغناطیسی پیرامون آن نیز تغییر به وجود آورد و این تغییر، در ماده‌ی رسانای القایی‌ای که در این میدان مغناطیسی قرار دارد، ولتاژ ایجاد می‌کند، هر چند که بین دو ماده، اتصالی برقرار نباشد.
به این ترتیب فرستادن جریان الکتریسیته از یک رسانا به رسانای دیگر، بدون نیاز به سیم، شدنی بوده است.
ولی چالش بر سر فاصله‌ای که می‌توان این جریان را فرستاد، بوده است.
همین تازگی‌ها از پیشرفت غول اسباب بازی سازی یعنی شرکت Disney در کار برروی "شارژ بیسیم" در کل فضای خانه، خبر دادیم.
پیش‌تر نیز در نزدیک به یک دهه گذشته پژوهشگران دانشگاه MIT توانسته بودند حدود ۶۰ وات الکتریسیته را با بهره‌وری ۴۰ درصد به جای ثابتی در فاصله‌ی ۲ متری، بفرستند.
ولی اکنون پژوهشگران فرستادن الکتریسیته به اشیای در حال حرکت، بصورت بی سیم را شدنی کنند.
از آنجا که این تغییر فرکانس "میدان مغناطیسی در حال حرکت است" که جریان القایی به وجود می‌آورد، اگر رسانایی که باید در آن جریان القا شود، خود نیز در حال حرکت باشد و در زاویه نامناسبی قرار نگیرد، جریان القا شده، کاهش بسیاری پیدا می‌کند.
اگر بشود جریان ورودی را بسته به حرکت جسمی که باید در آن جریان القایی به وجود آید تنظیم کرد، می‌توان از پس این چالش برآمد. که این کار هم پیچیده است و هم خود نیز به جریان نیاز دارد.
برای برآمدن از پس این چالش، پژوهشگران از سیستم ساده‌ای بهره گرفتند که از یک "آمپلی فایر ولتاژ" و یک خازن بازخوردی تشکیل شده است. این سیستم ولتاژ را بر پایه‌ی پاسخ گرفته شده از جریان دریافتی، بطور خودکار تنظیم می‌کند.
در آزمایش برای "روشن نگهداشتن لامپ LED" بصورت بی سیم، اگر از آمپلی فایر و مقاومت استفاده نشود، با حرکت دادن لامپ، نور آن کم می‌شود ولی چنانکه در ویدیو می‌بینید هنگامی که از این سیستم بهره گرفته شود، با حرکت دادن لامپ نیز روشنایی آن ثابت باقی می‌ماند.
ویدیو را از اینجا ببینید
این خبر خوبی برای طرفداران شارژ بی سیم خودروی در حال حرکت است.
اکنون طول پیمایش خودروی تسلا مدل ۳ در حدود ۳۴۵ کیلیومتر است و شورولت بولت کمی بیشتر از این یعنی ۳۸۳ کیلومتر است.
بدیهی است که این مسافت‌ها بسنده نیست و با پیشرفت فناوری‌ها در حال افزایش است. ولی مدت زمان شارژ دوباره‌ی آنها نیز به این زودیها به ۵ دقیقه که برای سوخت‌گیری خودروهای فسیلی است، نخواهد رسید. پس از هر گونه فناوری که بتواند بدون نیاز به توقف طولانی در مراکز شارژ، مسافت پیمایش خودروهای الکتریکی را بیشتر کند استقبال خواهد شد.
و اینجاست که فناوری‌های اینچنینی که بتواند خودرو را درحال حرکت شارژ کند، راه گشا خواهند بود.
اگرچه هنوز تا شارژ خودروی در حال حرکت فاصله بسیاری داریم، ولی "فرستادن الکتریسیته بصورت بیسیم"، تنها در خودروها کاربرد ندارد! دستگاه‌های کوچکتری هستند که هم اکنون نیز می‌توانند از این فناوری بهره‌مند شوند.
برای نمونه، دستگاههایی که هم اکنون بر روی بدن و یا در درون بدن، کار گذاشته می‌شوند.
این فناوری برای هر صنعت و یا وسیله‌ای که بتواند با شارژ بی سیم و متحرک بهتر شود، جذاب خواهد بود.
این پژوهش در Nature منتشر شده است.
شاید اینها را نیز بپسندید:
برق بیسیم
باتری بی سیم
شارژ بیسیم با نور
شارژ بیسیم برای موبایل
شارژر نوآورانه که بصورت بی سیم در حالی که تلفن را در حال چرخش و در هوا معلق نگه میدارد شارژ می کند.
باتری این ساعت با گرمای بدن شارژ می‌شود
پنجره ای به سوی باتری های با ماندگاری بالا
لینک منبع خبر:
Researchers Are Closer Than Ever to Recharging Electric Cars While They Drive