طور باحثون في جامعة سيجونغ في كوريا الجنوبية نظام شحن جديدا يستخدم ضوء الأشعة تحت الحمراء (IR) لنقل الطاقة إلى الأجهزة الإلكترونية التي يصل بعدها إلى 100 قدم (30 مترا).
ويأملون أن يؤدي هذا الاكتشاف إلى تقنية تقوم تلقائيا بشحن الهاتف بمجرد إدخاله إلى الغرفة، بما في ذلك الأماكن العامة مثل المطارات ومحلات السوبر ماركت.
وقال رئيس فريق البحث والأستاذ المساعد الدكتور جينيونغ ها: “إن القدرة على تشغيل الأجهزة لاسلكيا يمكن أن تلغي الحاجة إلى حمل كبلات الطاقة للهواتف أو الأجهزة اللوحية الخاصة بنا. ويمكنه أيضا تشغيل أجهزة استشعار مختلفة مثل تلك الموجودة في أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) وأجهزة الاستشعار المستخدمة لمراقبة العمليات في مصانع التصنيع”.
وفي حين أن الشحن اللاسلكي هو بالفعل وظيفة للعديد من الأدوات الجديدة، فإنه غالبا ما يتضمن وضع الجهاز على رصيف أو سطح خاص، ما يعني أنه لا يمكن نقله بعيدا أثناء الشحن.
ويعمل المهندسون على إزالة هذه الضروريات والسماح بنقل الطاقة لمسافات أطول، ولكن هذا غالبا ما يتضمن معدات ضخمة ومعقدة.
وفي الدراسة التي نُشرت في Optics Express، تم وصف نظام “الشحن بالليزر الموزع” الذي يتضمن قطعتين فقط من المعدات؛ جهاز إرسال وجهاز استقبال.
وينتج جهاز الإرسال شعاعا من الأشعة تحت الحمراء من مكبر ضوئي، ويمكن توصيله بمصدر طاقة في الغرفة. والضوء له طول موجي مركزي “آمن” يبلغ 1550 نانومتر ويمر عبر مرشح لإنشاء شعاع لا يشكل أي خطر على العين البشرية أو الجلد عند الطاقة المستخدمة.
ويحتوي جهاز الاستقبال مقاس 0.4×0.4 بوصة (10×10 مم) على خلية كهروضوئية يمكنها امتصاص هذا الضوء وإنتاج الكهرباء، ويمكن تركيبها على الأجهزة الإلكترونية اليومية.
وتسمح العدسة الكروية للمستقبل أيضا بالتقاط الحزم الواردة من أي اتجاه وتركيزها في نقطة في مركزها. وهذا يعني أن جهاز الإرسال لا يحتاج إلى تتبع جهاز الاستقبال أو قفله.
وفي حين أن معظم الأساليب الأخرى تتطلب أن يكون جهاز الاستقبال في قاعدة شحن خاصة أو أن يكون ثابتا، فإن الشحن بالليزر الموزع يتيح المحاذاة الذاتية دون عمليات التتبع طالما أن المرسل والمستقبل في مرمى نظر بعضها البعض.
وإذا كان هناك شيء ما يعيق خط الرؤية بين المرسل والمستقبل، فإنه يتحول تلقائيا إلى “وضع نقل الطاقة الآمن” ويقلل من شدة الحزمة. وأثناء الاختبار، تمكن الفريق من إرسال حزمة ضوئية تبلغ 400 ميغاوات على مسافة 100 قدم (30 مترا)، والتي تم تحويلها إلى 85 ميغاوات من الطاقة الكهربائية.
ومن الناحية الواقعية، لن يكون هذا سوى طاقة كافية لتشغيل مستشعر صغير، ناهيك عن الهاتف الذكي، ولكن من المأمول أن يتم توسيعه في المستقبل.
ويعمل الفريق حاليا على تحسين كفاءة الخلية الكهروضوئية في جهاز الاستقبال، حتى تتمكن من تحويل المزيد من طاقة الحزمة إلى كهرباء.
