A técnica de interferência New Wave aumenta o carregamento sem fio de longo alcance

• Pesquisadores desenvolvem um sistema único que pode transferir energia de forma eficiente através do espaço livre. 
• O sistema pode facilitar o carregamento sem fio de um celular a alguma distância da tomada elétrica. 
• Funciona transferindo o sinal com amplitude e fase específicas. 

Todos nós sabemos que a antena desempenha um papel importante na tecnologia sem fio, incluindo informação e também transferência de energia. Embora o sistema de comunicação sem fio esteja bem desenvolvido, a transferência de energia sem fio ainda está em sua fase inicial.

Não é que não tenhamos tentado; estudos significativos têm sido dedicados a encontrar novas formas de transferência de energia com maior eficiência, otimizando a geometria dos ressonadores e dos elementos circundantes. Na verdade, alcançamos um grande progresso recentemente.

Uma equipe internacional de pesquisadores demonstrou um novo conceito que aumenta a eficiência da transferência de energia e pode levar a um carregamento sem fio viável de longa distância. Se implementado, isso será benéfico para todos os telefones eletrônicos de consumo, implantes médicos e até veículos elétricos.

Como eles fizeram isso?

É muito difícil transferir quantidade suficiente de energia através de ondas eletromagnéticas a longa distância (sem usar fios). No entanto, os investigadores desenvolveram uma nova técnica que se baseia no controlo local da impedância da onda fornecido pelo mecanismo de interferência.

Eles mostraram que é possível aumentar a eficiência de uma antena receptora, usando excitação coerente do guia de ondas de acoplamento externo com um sinal (propagando para trás) de fase e amplitude específicas. O sinal forma um padrão de interferência único, que oferece impedância de onda ideal na extremidade receptora, maximizando a quantidade de energia transferida através do espaço livre.

O que isso significa? 

Em linguagem simples, um dos principais problemas com a transmissão de energia sem fio é que a antena não absorve radiação; na verdade, ela ejeta uma pequena porção da radiação incidente. Esses dois processos geralmente estão associados a uma constante de acoplamento, e quando as constantes desses dois processos são iguais, a quantidade máxima de energia é transferida.

Para manter essas constantes de acoplamento estáveis, os pesquisadores integraram alguns módulos de circuito configuráveis, incluindo indutores e capacitores. Além disso, transferiram o sinal com amplitude e fase específicas, a fim de suprimir o desequilíbrio das constantes de acoplamento. O sinal também pode ser configurado para melhorar a transmissão das ondas sem qualquer necessidade de alterar a carga.

Demonstração

Crédito da imagem:Krasnok/Universidade do Texas

A imagem mostra uma antena transmissora (no lado direito) irradiando ondas (radiofrequência). A antena na extremidade receptora envia energia (ondas na cor azul) através de um cabo coaxial para a bateria. A onda vermelha emitida pelo circuito interfere de forma a maximizar a quantidade de energia transmitida. 

A equipe desenvolveu um modelo teórico para provar este princípio com simulações numéricas de onda completa. Eles usaram um gerador de sinal e duas antenas para transferir energia de microondas a uma distância de 40 centímetros. Um cabo coaxial conecta ainda a antena receptora ao circuito (como uma bateria).

Eles demonstraram que sua técnica pode restaurar a transferência máxima de energia, mesmo com uma grande diferença nas constantes de acoplamento. Segundo os pesquisadores, a técnica pode ser usada para desenvolver sistemas eficientes de transferência de energia sem fio em ambientes que mudam drasticamente.

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Porém, a Witricity, empresa que fabrica dispositivos para transferência de energia sem fio, afirma que os benefícios desse conceito ainda não foram verificados. Eles ainda não têm certeza se vale a pena tentar implementar.