'Wired' Veje Kunne Køre Elbiler, Mens Du Kører

{h1}

Et nyt trådløst strømforsyningssystem kunne hjælpe folk med at undgå det uundgåelige rystede rod af sammenklædte ledninger og tilbyde en mere effektiv måde at oplade elbiler på farten.

Et nyt trådløst strømforsyningssystem kunne hjælpe folk med at undgå det uundgåelige rystede rod af sammenklædte ledninger og tilbyde en mere effektiv måde at oplade elbiler på farten ifølge en ny undersøgelse.

Forskere ved Stanford University tilpassede et koncept fra kvantefysik til at producere en trådløs oplader, der gør noget andet trådløst opladere ikke kan: Automatisk indstil frekvensen af ​​radiobølgen - det medium, der overfører strømmen - for at tage højde for ændringer i afstanden mellem opladningspladen og enheden. I et eksperiment viste teamet, at dets system overførte strøm med 100 procent effektivitet op til ca. 27 inches (70 centimeter).

"Området er perfekt til elbiler," sagde Sid Assawaworrarit, en doktorand i elektroteknik ved Stanford University, WordsSideKick.com. "Gulvet i en bil er omkring 20 centimeter væk fra vejens overflade. Du kan indlejre ladestolen under vejfladen." [Hyperloop, Jetpacks & More: 9 Futuristic Transit Ideas]

Assawaworrarit og hans kolleger rapporterede deres forskning i en undersøgelse offentliggjort online i dag (14. juni) i tidsskriftet Nature.

Selv om andre trådløse opladningsenheder, som f.eks. Telefoner, allerede findes, falder effektiviteten dramatisk, hvis enheden er for tæt eller for langt væk fra opladeren. Det betyder at en telefon skal anbringes oven på en ladestik for at fungere bedst, og en elektrisk bil skal parkeres direkte over en pude for at genoplade effektivt. Som sådan er elektroniske enheder stadig bundet, omend usynligt, til deres strømkilde, ifølge Assawaworrarit.

Problemet ligger i designet af disse trådløse strømforsyningssystemer. De består typisk af en kilde, som er ladestativet, og en modtager, som kunne være en telefon eller en elbil.

I kilden genereres radiobølger af en bestemt frekvens for at excitere elektroner i en spole, kaldet en resonans induktor. Modtageren i telefonen eller elbilen har også en resonans induktor lavet af en ledningspole. Når de to induktorer sættes tæt på hinanden, bliver energien koblet fra kilden til modtageren. I modtageren konverterer en komponent kaldet en ensretter energi fra radiobølger til brugbar elektrisk energi til telefonen eller bilen.

At finde den optimale frekvens for radiobølgerne afhænger af udstyrets følsomhed, afstanden mellem kilden og modtageren og deres orientering til hinanden.

Når den optimale frekvens er fundet, afviger variablerne, der bruges til at indstille den, såsom ændring af afstanden mellem kilden og modtageren, reducerer overføringseffektiviteten. Assawaworrarit sagde et tuningskredsløb kan i teorien bygges for at justere frekvensen, men designet er kompliceret og sætter begrænsninger på, hvor hurtigt enheden kan flyttes i forhold til opladningspladen.

Assawaworrarit og hans team skabte et trådløst strømsystem, der ikke bruger en kilde til radiobølger, og det kræver heller ikke et tuningskredsløb. Det virker også, selvom afstanden mellem resonansspolerne svinger, siger forskerne. [10 teknologier, der vil transformere dit liv]

Forskerne opnåede dette ved at udnytte et koncept fra kvantemekanik kaldet parity-time symmetri eller PT symmetri for kort. Ligesom andre begreber fra kvanteforskningsområdet er det ejendommeligt, men systemer der er bygget fra det, har symmetrisk indrettede dele, som enten absorberer elektromagnetisk energi eller udsender det.

I en ledsagende analyse af det nye studie, der blev offentliggjort i tidsskriftet Nature, skrev Geoffroy Lerosey, en forsker ved Langevin Instituttet, Det Franske Nationale Center for Videnskabelig Forskning (CNRS) og ESPCI Paris, at paritytidssymmetri kan arbejde for at indstille forskellige bølgelængder af lys fra en multimode laser til en single-mode laser.

Her forenklet Assawaworrarit og hans kolleger hele opsætningen. De har bygget et system, der har en kilde og modtager, ligesom i konventionelle systemer. Men i stedet for at bruge radiobølger til at spole elektroner i resonans induktoren, brugte de en forstærker designet til at forstærke den elektromagnetiske energi i spolen. Modtageren har en resonans induktor og ensretter, ligesom i konventionelle systemer, siger forskerne.

Fysikken bag PT-symmetrien vælger automatisk driftsfrekvensen, der vil resultere i en maksimal mængde energi, der overføres. Det opnår dette inden for titusen af ​​mikrosekunder, og systemet kan i sin nuværende form rumme afstande til lidt over 3 meter (1 meter), begrænset af brugen af ​​nærfeltkobling, ifølge undersøgelsen.

"Over en række afstande er PT fysikken sådan, at gevinsterne kompenserer for tabene," sagde Assawaworrarit.

Selvom forskerne testede deres ide både i en computersimulering og i et eksperiment ved hjælp af en LED-pære, vil det tage lidt tid for en sådan enhed at nå forbrugerne, sagde de.

Leroseynoted forstod i sin anmeldelse, at forstærkeren skal optimeres, og han stillede også spørgsmålstegn ved, om dette koncept vil fungere, hvis en spole er fikset og den anden bevæger sig, som det ville være tilfældet med en elbil, der kører over en vej indlejret med opladningspuder.

"Disse spørgsmål skal besvares, før dette smukke koncept kan have virkelige applikationer," skrev Lerosey."Det bygger dog allerede en inspirerende bro mellem kvantefysikets og ingeniørens verdener."

Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: PARADISE HOTEL VLOG: JEG ER.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com