Ihr Wohnzimmer kann zur Ladestation werden: So geht's

Das Laden unserer elektronischen Geräte kann schmerzhaft sein. Es scheint, dass wir alle paar Stunden eines unserer elektronischen Geräte anschließen müssen.

Das Laden von Geräten ist auch ein Synonym für Kabel. Diese können manchmal ehrlich in die Quere kommen. Das Aufladen von Geräten kann ebenfalls problematisch sein. Ich bin mir sicher, dass Sie schon einmal versucht haben, ein bestimmtes Gerät zu verwenden, nur um festzustellen, dass es nicht aufgeladen ist. Eine Alternative ist das kabellose Laden.

Ich meine, wir haben alle verschiedene Versionen eines drahtlosen Ladesteins / einer drahtlosen Ladematte gesehen, oder? Sie funktionieren gut und Sie müssen Ihr Gerät nicht mehr anschließen, um es ohne Kabel aufzuladen.

Bei dieser Art von Ladestation müssen Sie Ihr elektronisches Gerät jedoch im Grunde genommen direkt darauf platzieren. Auch wenn es Powermats gibt, die mehrere Geräte gleichzeitig aufladen können, sind sie immer noch etwas begrenzt.

Was würden Sie angesichts dieser Einschränkungen sagen, wenn ich Ihnen sagen würde, dass es die Technologie gibt, mit der Sie mehrere Geräte in der Ferne direkt in Ihrem Wohnzimmer aufladen können? Ob Sie es glauben oder nicht, das ist möglich.

Das Konzept wurde kürzlich durch Berechnungen eines Teams der Duke University, der University of Washington und des Intellectual Ventures 'Invention Science Fund (ISF) demonstriert. Es wird auch durch frühere experimentelle Beweise gestützt.

Kraftübertragung über größere Entfernungen

Ein Gerät, das nicht größer als ein Flachbildfernseher ist, kann mehrere Geräte in einem der Räume Ihres Hauses ununterbrochen aufladen.

Die vom Team vorgeschlagene Lösung konzentriert Mikrowellenenergie auf einen Empfänger, der diese Form elektromagnetischer Energie in Elektrizität umwandelt.

Wenn der Empfänger jedoch zu weit entfernt ist, ist die aufgenommene Leistung zu niedrig. Wenn sie nahe genug in einem Bereich angeordnet sind, der als Fresnel-Zone bezeichnet wird, ist die empfangene Leistung hoch genug, um nützlich zu sein.

Damit dieses System funktioniert, muss die Energie der Mikrowellen auf einen Empfänger fokussiert werden. Dazu schlug das Team Metamaterialien vor.

Metamaterialien sind winzige elektrische Zellen, mit denen elektromagnetische Wellen manipuliert werden können.

Sie errechneten, dass ein flaches Gerät aus Metamaterialien von der Größe eines Flachbildfernsehers zum Fokussieren der Mikrowellen verwendet werden könnte. Sie berechneten auch, dass die Welle auf einen Punkt von der Größe eines Mobiltelefons fokussiert werden könnte.

Dies könnte in einer Entfernung von bis zu 10 Metern erreicht werden, und das vorgeschlagene System kann mehr als ein Gerät gleichzeitig mit Strom versorgen.

Es gibt andere Methoden zum Fokussieren der Wellen unter Verwendung komplexer Antennensysteme. Ihre Implementierung wäre jedoch recht teuer, daher die vorgeschlagenen Metamaterialien.

Die Plausibilität der Verwendung von Metamaterialien zur Fokussierung von Mikrowellen wird durch eine vorherige Demonstration der Mikrowellenmanipulation weiter verstärkt.

Vor einigen Jahren haben David Smith vom Team der Duke University und sein Labor ein Tarngerät entwickelt, mit dem Mikrowellen um ein Objekt gebogen werden. Dieses Gerät stützte sich auf Metamaterialien, um die Mikrowellen zu biegen.

Vorteile und Herausforderungen

Es müsste ein Schutzsystem implementiert werden, um Menschen und Haustiere vor der Mikrowellenstrahlung zu schützen.

Mit diesem System können mehrere Geräte in einem Raum wie Mobiltelefone, Computerperipheriegeräte, Spielecontroller, schnurlose Telefone und andere elektronische Geräte gleichzeitig ohne Kabel aufgeladen werden.

Wenn ein solches System implementiert wäre, müsste ein Sicherheitsmechanismus eingerichtet werden, um die Übertragung zu unterbrechen, wenn etwas dem Mikrowellensignal im Wege steht.

Aufgrund der hohen Sendeleistung der Mikrowellenstrahlung sollten Personen und Haustiere vor Exposition geschützt werden.

Damit dieses Schutzsystem funktioniert, muss jedes Gerät seinen Standort senden, um sicherzustellen, dass der Ladevorgang überhaupt erfolgt. Das Linsenfokussiersystem muss wissen, wo die Mikrowellenenergie fokussiert werden soll. Geräte müssten auch anzeigen, wann sie Strom erhalten.

Wenn Strom empfangen wird, dann aber eine Unterbrechung erkannt wird, würde dies bedeuten, dass etwas die Übertragung blockiert. Die Stromversorgung sollte dann abgeschaltet werden.

Darüber hinaus müssten die Software und die Steuerelemente für die erforderliche Linse auf Metamaterialbasis so gestaltet werden, dass die Strahlen so effizient wie möglich fokussiert werden.

Für diese Anwendung muss auch eine kostengünstige Mikrowellen-Mikrowellenenergiequelle entwickelt werden. Dies ist notwendig, da vorhandene Lösungen, die für eine solche Anwendung funktionieren könnten, unerschwinglich sind.

Hoffnungen für die Zukunft

Obwohl es Herausforderungen gibt, ein solches Ladesystem tatsächlich zu implementieren, ist die Technologie, um ein solches System herzustellen, bereits vorhanden. Die vom Team durchgeführten Simulationen haben gezeigt, dass dies plausibel ist.

Die Technologie muss lediglich optimiert werden, damit dieses System bei einer Implementierung so effizient wie möglich funktioniert.

Es wäre fantastisch, diese Technologie in Aktion zu sehen. Dies würde bedeuten, dass Sie sich weniger Gedanken machen müssen, wie lange die Geräte aufgeladen bleiben, solange sie sich in Reichweite dieses Systems befinden.