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Les scientifiques ont développé unchambre de chargement sans filqui peut alimenter n'importe quel ordinateur portable, tablette ou téléphone portable dans les airs sans avoir besoin de fiches ou de câbles.
L'équipe de l'Université de Tokyo a déclaré que la nouvelle technique consiste à générer des champs magnétiques sur de plus longues distances sans créer de champs électriques qui pourraient être nocifs pour toute personne ou pour les animaux présents dans la pièce.
Le système, qui a été testé dans une pièce mais en est encore à ses balbutiements, peut fournir jusqu'à 50 watts de puissance sans dépasser les directives actuelles concernant l'exposition humaine aux champs magnétiques, ont expliqué les auteurs de l'étude.
Il peut être utilisé pour charger n’importe quel appareil doté d’une bobine à l’intérieur, similaire au système utilisé par les chargeurs sans fil actuels, mais sans chargeur.
En plus de supprimer les faisceaux de câbles de chargement des bureaux, cela pourrait permettre d'automatiser davantage d'appareils sans avoir besoin de ports, de fiches ou de câbles, a déclaré l'équipe.
L’équipe a déclaré que le système actuel comprend un pôle magnétique au centre de la pièce pour permettre au champ magnétique « d’atteindre tous les coins », mais fonctionne sans lui, un compromis étant un « point mort » où le chargement sans fil n’est pas possible.
Les chercheurs n’ont pas révélé combien coûterait la technologie car elle en est encore aux premiers stades de développement et « avant des années » avant d’être disponible au public.
Cependant, lorsqu'il est possible de rénover un bâtiment existant ou de l'intégrer dans un bâtiment entièrement neuf, avec ou sans poteau conducteur central.
La technologie permettra de recharger n'importe quel appareil électronique – comme un téléphone, un ventilateur ou même une lampe – sans avoir besoin de câbles, et comme le montre cette salle créée par l'Université de Tokyo, elle prouve que cela fonctionne. pôle, qui agit pour augmenter l’étendue du champ magnétique
Le système comprend un poteau au centre de la pièce pour « combler les espaces non couverts par les condensateurs muraux », mais les auteurs affirment qu'il fonctionnerait toujours sans le poteau, comme indiqué, mais qu'il en résulterait un point mort où la charge ne serait pas possible. travail
Des condensateurs localisés, conçus pour séparer le système thermique, sont placés dans la cavité murale de chaque mur autour de la pièce.
Cela réduit le risque pour les humains et les animaux dans l’espace, car les champs électriques peuvent chauffer la viande biologique.
Une électrode conductrice centrale est installée dans la pièce pour générer un champ magnétique circulaire.
Étant donné que le champ magnétique est circulaire par défaut, il peut combler toutes les lacunes de la pièce non couvertes par les condensateurs muraux.
Les appareils tels que les téléphones portables et les ordinateurs portables contiennent des bobines qui peuvent être chargées à l’aide de champs magnétiques.
Le système peut fournir 50 watts de puissance sans aucun risque pour les personnes ou les animaux présents dans la pièce.
D'autres utilisations incluent des versions plus petites d'outils électriques dans des boîtes à outils, ou des versions plus grandes qui peuvent permettre à des usines entières de fonctionner sans câbles.
"Cela améliore vraiment la puissance du monde informatique omniprésent : vous pouvez placer votre ordinateur n'importe où sans vous soucier de le charger ou de le brancher", a déclaré Alanson Sample, co-auteur de l'étude de l'Université du Michigan.
Il existe également des applications cliniques, selon Sample, qui a déclaré que les implants cardiaques nécessitent actuellement un fil provenant d'une pompe pour traverser le corps et entrer dans une alvéole.
"Cela pourrait éliminer cette condition", ont déclaré les auteurs, ajoutant que cela réduirait le risque d'infection en éliminant complètement les fils, "réduisant ainsi le risque d'infection et améliorant la qualité de vie du patient".
La recharge sans fil s'est révélée controversée, une étude récente révélant que le type d'aimants et de bobines utilisés dans certains produits Apple pourrait arrêter les stimulateurs cardiaques et autres appareils similaires.
"Nos études ciblant les résonances statiques des cavités n'utilisent pas d'aimants permanents et ne posent donc pas les mêmes problèmes de santé et de sécurité", a-t-il déclaré.
« Au lieu de cela, nous utilisons des champs magnétiques oscillants basse fréquence pour transmettre l’électricité sans fil, et la forme et la structure des résonateurs à cavité nous permettent de contrôler et de diriger ces champs.
« Nous sommes encouragés par le fait que notre analyse de sécurité initiale a montré que la puissance utile peut être transférée de manière sûre et efficace. Nous continuerons à explorer et à développer cette technologie pour respecter ou dépasser toutes les normes de sécurité réglementaires.
Pour démontrer le nouveau système, ils ont installé une infrastructure de chargement sans fil unique dans une « chambre d’essai » en aluminium de 10 pieds sur 10 pieds spécialement conçue à cet effet.
Ils l’utilisent ensuite pour alimenter des lumières, des ventilateurs et des téléphones portables, puisant de l’électricité partout dans la pièce, peu importe où se trouvent les meubles ou les personnes.
Les chercheurs affirment que le système constitue une amélioration significative par rapport aux tentatives précédentes de chargement sans fil, qui utilisaient un rayonnement micro-ondes potentiellement nocif ou nécessitaient de placer l'appareil sur un socle de chargement dédié.
Au lieu de cela, il utilise des surfaces conductrices et des électrodes sur les murs de la pièce pour générer un champ magnétique que les appareils peuvent exploiter lorsqu'ils ont besoin d'énergie.
Les appareils utilisent des champs magnétiques via des bobines qui peuvent être intégrées dans des appareils électroniques tels que les téléphones portables.
Les chercheurs affirment que le système peut être facilement étendu à des structures plus grandes, telles que des usines ou des entrepôts, tout en respectant les directives de sécurité en matière d'exposition aux champs électromagnétiques établies par la Federal Communications Commission (FCC) des États-Unis.
"Une telle chose est plus facile à mettre en œuvre dans les nouveaux bâtiments, mais je pense que des rénovations sont également possibles", a déclaré Takuya Sasatani, chercheur à l'Université de Tokyo et auteur correspondant de l'étude.
"Par exemple, certains bâtiments commerciaux disposent déjà de tiges de support métalliques et il devrait être possible de pulvériser une surface conductrice sur les murs, ce qui pourrait être similaire à la fabrication des plafonds texturés."
Les auteurs de l'étude expliquent que le système peut fournir jusqu'à 50 watts de puissance sans dépasser les directives de la FCC concernant l'exposition humaine aux champs magnétiques.
Les auteurs de l'étude expliquent que le système peut fournir jusqu'à 50 watts de puissance sans dépasser les directives de la FCC concernant l'exposition humaine aux champs magnétiques.
Le champ magnétique décrit la manière dont la force magnétique est répartie dans la zone autour d'un objet magnétique.
Cela inclut l’effet du magnétisme sur les charges mobiles, les courants et les matériaux magnétiques.
La Terre produit son propre champ magnétique, qui contribue à protéger la surface du rayonnement solaire nocif.
Selon Sample, la clé pour faire fonctionner le système est de créer une structure résonante capable de délivrer un champ magnétique de la taille d'une pièce tout en confinant les champs électriques nocifs susceptibles de chauffer les tissus biologiques.
La solution de l'équipe utilise un dispositif appelé condensateur localisé, qui correspond à un modèle de capacité localisée, dans lequel le système thermique est réduit à des morceaux discrets.
Les différences de température au sein de chaque bloc sont négligeables et sont déjà largement utilisées dans les systèmes de climatisation des bâtiments.
Les condensateurs placés dans les cavités murales créent un champ magnétique qui résonne dans la pièce tout en emprisonnant le champ électrique à l'intérieur du condensateur lui-même.
Cela surmonte les limites des systèmes d'alimentation sans fil précédents, qui se limitaient à fournir de grandes quantités d'énergie sur de minuscules distances de quelques millimètres, ou de très petites quantités sur de longues distances, ce qui pourrait être nocif pour les humains.
L’équipe a également dû trouver un moyen de garantir que leur champ magnétique atteigne tous les coins de la pièce, éliminant ainsi tous les « points morts » qui pourraient ne pas se charger.
Les champs magnétiques ont tendance à se propager selon des motifs circulaires, créant des points morts dans les pièces carrées et difficiles à aligner avec précision avec les bobines de l'appareil.
"Aspirer de l'énergie dans l'air avec une bobine, c'est un peu comme attraper des papillons avec un filet", a déclaré Sample, ajoutant que l'astuce consiste "à faire tourner autant de papillons que possible dans la pièce dans autant de directions que possible".
En ayant plusieurs papillons, ou dans ce cas, plusieurs champs magnétiques en interaction, peu importe où se trouve la toile ou dans quelle direction elle pointe, vous atteindrez la cible.
L’un fait le tour du pôle central de la pièce, tandis que l’autre tourbillonne dans les coins, se faufilant entre les murs adjacents.
Il peut être utilisé pour charger n’importe quel appareil doté d’une bobine à l’intérieur, similaire au système utilisé par les chargeurs sans fil actuels – mais sans chargeur.
Les chercheurs n’ont pas précisé combien pourrait coûter cette technologie, car elle en est encore aux premiers stades de développement, mais elle « prendra des années » et pourrait être adaptée aux bâtiments existants ou intégrée dans des bâtiments entièrement nouveaux lorsqu’elle sera disponible à moyen terme.
Selon Sample, cette approche élimine les points morts, permettant aux appareils de puiser de l’énergie depuis n’importe où dans l’espace.