Ученые ИТМО разработали новый вид беспроводных зарядок — боксы с равномерно распределенным в объеме магнитным полем. Чтобы зарядить, например, мобильный гаджет, достаточно поместить его в любую точку бокса. В этом главное отличие разработки от существующих беспроводных заряжающих технологий, где передача энергия возможна только на небольшом расстоянии. Проект представляют на II Конгрессе молодых ученых, который стартовал 1 декабря в Сочи.

Бокс для беспроводной зарядки устройств, разработанный в ИТМО. Фото: Дмитрий Григорьев / ITMO.NEWS

Существующие беспроводные зарядки вроде power bank работают по закону электромагнитной индукции. В них, как и практически во всех смартфонах, встроены специальные катушки (несколько витков провода). Если пропустить через такую катушку переменный ток, электроны придут в движение и создадут вокруг электромагнитное поле. Это поле способно «активировать» электроны уже в катушках смартфонов, благодаря чему устройства и будут заряжаться. Но энергия при таком подходе может передаваться только на расстоянии до 4 см, то есть телефон должен плотно прилегать к зарядке. Ученые физического факультета ИТМО задались целью научиться передавать энергию беспроводным и безопасным способом на более дальние расстояния. 

«Мы разработали бокс размером 50*50*30 см3, где можно заряжать одновременно больше трех устройств. Причем неважно, в какой точке бокса будут лежать гаджеты. Питание будет везде поступать с одинаковой эффективностью. Бокс работает на частоте, которую поддерживают большинство производителей мобильных устройств, — 100 кГц (стандарт Qi). Внутрь бокса встроен резонатор, состоящий из проводников. Проводники соединены высокодобротными конденсаторами, которые отвечают за настройку системы на нужную частоту. Резонатор запитывается извне через розетку и передает энергию размещенным внутри устройствам», — объясняет младший научный сотрудник физического факультета ИТМО Павел Серегин.

В основе новой технологии — безопасный для здоровья метод резонансной передачи энергии. Благодаря ему физикам удалось обеспечить внутри бокса однородное распределение магнитного поля (выше 80%) и (в сравнении с плоскими зарядными станциями) передавать энергию на более дальние расстояния. Также авторы проекта отмечают, что разработка не создает помех электробытовым приборам, которые находятся вне бокса, так как все электромагнитное поле сосредоточено внутри. 

«Сейчас мы реализовали беспроводную передачу энергии на расстоянии 50 см, но в будущем мы планируем масштабировать технологию до целой комнаты. Наша разработка может значительно оптимизировать пространство в доме или офисе: с таким боксом, например, сделанном в виде журнального столика или ящика, встроенного в полку, использование розеток и проводов сведется практически на нет. Еще одно потенциальное применение — создание специального помещения в залах ожидания аэропортов и вокзалов для одновременной зарядки большого количества устройств», — заключает научный сотрудник физического факультета ИТМО Алёна Щелокова. 

Проект поддержан программой «Приоритет-2030». Беспроводную зарядку нового поколения, а также другие проекты ученые ИТМО представляют на II Конгрессе молодых ученых ― ключевом событии 2022 года в рамках Десятилетия науки и технологий. Мероприятие стартовало сегодня, 1 декабря, в Сочи. 

Всего в этом году Конгресс объединяет более 3 000 участников ― талантливых школьников и студентов, молодых ученых, представителей ведущих научных и образовательных центров и органов власти, технологических предпринимателей и других. В программе мероприятия ― круглые столы, экспертные сессии, панельные дискуссии, а также выставка достижений по приоритетам научно-технологического развития и инициативам Десятилетия науки и технологий.

Элина Файзуллина

Журналист