Czy ktoś ma ładowarkę do komórki? Ileż razy słyszymy w pracy to pytanie... Jednak już niedługo kwestia ta może zostać rozwiązana raz na zawsze. Ostatni numer tygodnika "Science" publikuje pracę zespołu amerykańskich naukowców z Massachusets Institute of Technology (MIT), w której dowodzą, jak efektywnie i bezpiecznie można przesyłać prąd bez kabli na odległość kilku metrów.

Cała ta historia zaczęła się kilka lat temu, kiedy prof. Marin Soljacic, został obudzony w nocy przez telefon komórkowy, który stosownym dźwiękiem domagał się podłączenia do gniazdka elektrycznego. Uczony zaczął się wtedy zastanawiać, czy komórka nie mogłaby sama zadbać o swoje naładowanie. Zaczął rozmyślać nad zjawiskami fizycznymi, które pomagają przekazywać energię bez użycia kabli.

Reklama

Wbrew pozorom takich zjawisk jest bardzo dużo. Od dawna wykorzystuje się na przykład zjawisko indukcji magnetycznej. Jest ono podstawą funkcjonowania m.in. elektrycznych szczoteczek do zębów, które ustawia się na ładowarce pozbawionej jakiegokolwiek połączenia elektrycznego z rączką szczoteczki. Mimo braku wtyczki jej akumulatorek jest zawsze naładowany. Indukcja magnetyczna jest wygodna, ale ma poważną wadę: działa na małe odległości.

Innym sposobem przekazywania energii na odległość są fale radiowe. Spotykamy się z tym na co dzień, słuchając radia - w antenie odbiornika tworzą się mikroprądy wywoływane przez fale radiowe, które są potem wzmacniane i dzięki temu słyszymy ulubione piosenki.

Sposób dobry, bo działa na ogromne odległości, ale z punktu widzenia przekazywania energii całkiem bezużyteczny i to przynajmniej z dwóch powodów. Po pierwsze fale radiowe rozchodzą się we wszystkich kierunkach, więc utrata energii jest gigantyczna. Po drugie, są pochłaniane przez wiele przedmiotów, w tym także ludzkie ciało. Gdybyśmy tak przekazywali prąd komórce, to przekazywalibyśmy też energię własnemu organizmowi, podgrzewając tkanki jak w mikrofalówce. A to jest po prostu niebezpieczne.

Reklama

Soljacic zaczął zastanawiać się, czy do przekazywania prądu na odległość nie da się wykorzystać zjawiska rezonansu. W szkole podstawowej na lekcjach fizyki często pokazywany jest eksperyment z kilkoma wahadłami zawieszonymi na wspólnej belce. Wprawienie w ruch jednego powoduje, że po chwili wszystkie tej samej długości zaczynają się kołysać. Tak właśnie działa rezonans - energia przekazywana jest tylko tym wahadłom, które mają jednakową częstotliwość (zależną od długości). Profesor Soljacic przeprowadził najpierw stosowne obliczenia, pokazał wyniki kolegom z uczelni, a potem opublikował teoretyczne rozważania. Ale jak każdy fizyk nie poprzestał na papierowych dywagacjach, zajął się sprawdzeniem swoich pomysłów. Science opublikowało właśnie wyniki jego eksperymentów.

Zespołowi profesora udało się zbudować banalnie proste urządzenie do przekazywania energii na odległość, składające się dosłownie z dwóch drutów. Są one zwinięte w cewki o precyzyjnie dobranych parametrach.Pierwsza generuje pole magnetyczne, a druga rezonuje z nią tak, że w istniejącym między nimi polu magnetycznym dochodzi do przekazania energii. Dzięki temu zjawisku, uczonym udało się w laboratorium zapalić z odległości 2 metrów 60-watową żarówkę.

Dzięki rezonansowi dwóch cewek nie dochodzi do utraty energii. Z kolei fakt, że przekazują sobie prąd za pomocą pola magnetycznego, sprawia, że jest to bardzo bezpieczny sposób jego przesyłania, bowiem wiele przedmiotów jest obojętnych na pole magnetyczne (może z wyjątkiem kart kredytowych).

Od pomysłu do przemysłu droga jest jeszcze daleka, bowiem cewka zbudowana na MIT jest stosunkowo duża i z tego względu niepraktyczna. Od biedy można ją zainstalować w laptopie, ale na pewno nie w telefonie. Próby miniaturyzacji powodują jednak, że spada wydajność całego urządzenia. Mimo to amerykańscy inżynierowie są dobrej myśli i wierzą, że otworzyli drzwi do świata bez kabelków elektrycznych. Ukuli nawet termin WiTricity (od angielskiego wireless electricity) określający bezprzewodowe przekazywanie energii. Kto wie, czy za kilka lat w miejscach publicznych takich jak kawiarnie, galerie handlowe, lotniska i hotele obok tabliczek informujących o sieci Wi-Fi (czyli bezprzewodowym internecie) pojawi się również informacja o WiTricity. Koniec z szukaniem ładowarki do komórki po znajomych. To byłoby naprawdę superwygodne...