Учёные физического факультета ИТМО придумали, как передавать энергию беспроводным и безопасным способом на более дальние расстояния. За основу они взяли не индуктивный, а резонансный метод передачи энергии.

Кстати, над передачей энергии на большие расстояния без проводов ― с применением явления электрического резонанса ― ещё в начале 20 века работал Никола Тесла. Но на протяжении 100 лет инженеры так и не сумели преобразовать это изобретение в удобную систему для практического применения и при этом добиться хоть сколько-нибудь ощутимого КПД. Теперь же, с развитием технологий, это стало возможным.

Например, в последние годы над идеей зарядки множества устройств в объёме работают исследователи из Токийского и Мичиганского университетов (в 2021 году у них вышла соответствующая статья в престижном журнале Nature Electronics). Суть разработки в том, что для создания колебательного контура (резонатора) учёные используют структуру на основе проводящих поверхностей ― листов металла ― и конденсаторов. В результате внутри комнаты образуется магнитное поле, которое может электромагнитно связываться с небольшими приёмными катушками, прикреплёнными к электрическим устройствам.

На старте собственных исследований ученые ИТМО воссоздали в лаборатории аналог, описанный в научной литературе. Однако быстро поняли недостаток разработки ― магнитное поле в такой структуре распределяется неоднородно. По сути, оно сконцентрировано только в центре комнаты. Поэтому, чтобы эффективно зарядить устройство (например, тот же смартфон) в такой комнате, пользователю придётся держать гаджет ближе к центру и всё время его поворачивать ― это позволит магнитному потоку наиболее эффективно пронизывать катушку, которая встроена в смартфон. Кроме того, конструкцию довольно сложно интегрировать в разные пространства ― ведь для этого также придется огораживать ее большими листами металла.

В итоге команда из ИТМО предложила собственную конструкцию. Уже разработан прототип ― это бокс размером 50 кубических сантиметров, где можно заряжать одновременно не менее трёх устройств. Причем неважно, в какой точке бокса будут находиться гаджеты. Питание будет везде поступать с одинаковой эффективностью. Бокс работает на частоте, которую поддерживает большинство производителей мобильных устройств, — 100 кГц (стандарт Qi).

Их довольно много. Например, A4WP, PMA и Qi. И последний ― один из самых популярных. Он предусматривает два варианта работы: на низкой мощности — от 0 до 5 Ватт и средней мощности — до 30-65 Ватт. Qi используют в своих устройствах многие производители электроники ― например Apple, Asus, Huawei, Samsung, Xiaomi, Sony и другие.

Проект поддержан программой «Приоритет-2030». Сейчас в команду входит сразу несколько групп ― первая занимается численными расчетами, вторая ― экспериментальной базой и разработкой электроники, а третья ― продвижением продукта. Причём более половины коллектива составляют студенты и аспиранты. Но команда планирует расширяться. Например, прямо сейчас разработчикам требуются компетенции по конструированию и дизайну.