Dankzij mobiele telefoons en tablets kunnen we contact houden, ongeacht onze locatie, maar toch zijn ze nog steeds afhankelijk van stekkers, stopcontacten en oplaadpads om op te laden. Nieuw technologie ontwikkeld aan de Universiteit van Aalto kan in de komende jaren de sleutel zijn tot echt draadloos opladen voor deze en andere elektronica. Het onderzoeksteam bestaat uit onderzoekers Dr. Prasad Jayathurathnage en Dr. Xiaojie Dang, en professoren Sergei Tretyakov en Constantin Simovski.
Terwijl onderzoekers over de hele wereld werken aan draadloos opladen in de vrije positie, waarbij apparaten losgekoppeld zouden worden van vaste oplaadpunten, zijn de meest voorkomende oplossingen complexe controle- en detectiefuncties. Traditioneel moet een zender eerst de aanwezigheid en positie van een apparaat detecteren om energie in zijn richting te kunnen sturen, meestal gedaan met camera's of sensoren, wat bulk en kosten aan het apparaat toevoegt.
De nieuwe zender omzeilt deze behoefte door vermogensoverdrachtskanalen in alle richtingen te creëren, automatisch afstemmende kanalen wanneer ontvangende apparaten in beweging zijn. Apparaten zoals telefoons, laptops en andere kleine apparaten die zijn uitgerust met een nieuwe ontvanger, kunnen tegelijkertijd energie ontvangen om batterijen op te laden of hun functies rechtstreeks van stroom te voorzien, zonder ooit fysiek contact te hebben of naar een specifieke plaats te worden gebracht.
“Wat deze zender onderscheidt, is dat hij zichzelf afstemt, wat betekent dat je geen complexe elektronica nodig hebt om verbinding te maken met ontvangers die in apparaten zijn ingebouwd. Omdat het zichzelf afstemt, kun je het apparaat ook vrij bewegen binnen een breed oplaadbereik", legt Prasad Jayathurathnage, een postdoctoraal onderzoeker aan de Aalto University, uit.
Het team heeft het effect bereikt door het ontwerp van de spoelen die in de zender worden gebruikt. Door de spoelen op een specifieke manier op te winden, creëren ze twee soorten elektromagnetische velden: de ene gaat naar buiten en de andere eromheen. Deze velden koppelen de ontvanger en zender om een efficiënte vermogensoverdracht te bereiken.
Momenteel is de zender zeer efficiënt met 90 procent tot 20 centimeter afstand, maar blijft werken op grotere afstanden, alleen met een lagere efficiëntie van energieoverdracht. In principe zou het bereik van de piekefficiëntie kunnen groeien naarmate de technologie wordt verfijnd.
“Voorlopig is het maximale bereik bij piekefficiëntie afhankelijk van de grootte van de zender en ontvanger. Met de juiste techniek zouden we ze kunnen verkleinen”, zegt Jayathurathnage.
Hoewel het team proof of concept heeft aangetoond, zijn er nog steeds veiligheidstests nodig om te bevestigen dat het elektromagnetische veld dat door de zender wordt gegenereerd, niet schadelijk is voor mensen. Het is echter duidelijk dat het resulterende elektrische veld, waarvan bekend is dat het de belangrijkste oorzaak is van mogelijk schadelijke effecten, minimaal is omdat de technologie afhankelijk is van magnetische velden.
Eenmaal veilig geacht, zou het brengen van de technologie naar product een beetje minder gedoe betekenen in een wereld die steeds meer afhankelijk wordt van slimme apparaten.
“Echt draadloos opladen betekent meer persoonlijke vrijheid. Je hoeft je geen zorgen te maken over waar je je telefoon hebt neergelegd of dat je eraan bent herinnerd hem aan te sluiten”, zegt Jayathurathnage.
Het onderzoeksteam heeft al patent aangevraagd op de zender. Dezelfde groep ontwikkelt zich ook draadloze oplaadmogelijkheden voor industriële toepassingen via het Parkzia-project, dat van elk wachtpunt voor robots zoals e-movers een oplaadpunt maakt.
