En la Universidad de Aalto se ha desarrollado una mejor manera de cargar de forma inalámbrica a largas distancias. Los ingenieros han optimizado la forma en que las antenas que transmiten y reciben energía interactúan entre sí, haciendo uso del fenómeno de la « supresión de radiación ». El resultado es una mejor comprensión teórica de la transferencia de energía inalámbrica en comparación con el enfoque inductivo convencional, un avance significativo en el campo.
La carga en distancias cortas, como a través de almohadillas de inducción, utiliza campos magnéticos cercanos para transferir energía con alta eficiencia, pero a distancias más largas, la eficiencia cae drásticamente. Una nueva investigación muestra que esta alta eficiencia se puede mantener a largas distancias al suprimir la resistencia a la radiación de las antenas de cuadro que envían y reciben energía. Anteriormente, el mismo laboratorio creó un sistema de carga inalámbrico omnidireccional que permitía cargar dispositivos en cualquier orientación. Ahora, han ampliado ese trabajo con una nueva teoría dinámica de carga inalámbrica que analiza más de cerca las distancias y condiciones tanto cercanas (no radiativas) como lejanas (radiativas). En particular, muestran que se puede lograr una alta eficiencia de transferencia, superior al 80 por ciento, a distancias de aproximadamente cinco veces el tamaño de la antena, utilizando la frecuencia óptima dentro del rango de cien megahercios.
« Queríamos equilibrar la transferencia de energía efectiva con la pérdida de radiación que siempre ocurre en distancias más largas », dice el autor principal Nam Ha-Van, investigador postdoctoral en la Universidad Aalto. « Resulta que cuando las corrientes en las antenas de cuadro tienen amplitudes iguales y fases opuestas, podemos cancelar la pérdida de radiación, aumentando así la eficiencia ».
Los investigadores crearon una forma de analizar cualquier sistema inalámbrico de transferencia de energía, ya sea matemática o experimentalmente. Esto permite una evaluación más completa de la eficiencia de la transferencia de energía, tanto a distancias cercanas como lejanas, lo que no se había hecho antes. Luego probaron cómo funcionaba la carga entre dos antenas de cuadro (ver imagen) ubicadas a una distancia considerable en relación con sus tamaños, y establecieron que la supresión de la radiación es el mecanismo que ayuda a aumentar la eficiencia de la transferencia.
« Se trata de descubrir la configuración óptima para la transferencia de energía inalámbrica, ya sea cerca o lejos », dice Ha-Van. « Con nuestro enfoque, ahora podemos ampliar la distancia de transferencia más allá de los sistemas de carga inalámbricos convencionales, al tiempo que mantenemos una alta eficiencia ». La transferencia de energía inalámbrica no solo es importante para teléfonos y dispositivos; Los implantes biomédicos con capacidad de batería limitada también pueden beneficiarse. La investigación de Ha-Van y sus colegas también puede dar cuenta de barreras como el tejido humano que pueden impedir la carga.