La Chevy Bolt può percorrere 238 miglia con una singola carica e si prevede che la prossima Tesla Model 3 avrà un'autonomia di oltre 200 miglia. Sebbene la distanza che un veicolo elettrico può percorrere senza ricarica sia cresciuta in modo esponenziale, possono occorrere ore per ricaricarsi, il che li rende poco pratici per i viaggi a lunga distanza. Questa limitazione non si applicherebbe più se i ricercatori dell’Università di Stanford Shanhui Fan, professore di ingegneria elettrica all’Università di Stanford, e Sid Assawaworrarit, studente laureato, avessero qualcosa a che fare con ciò.

Fan e Assawaworrarit lo hanno fatto Ha sviluppato un modo per fornire in modalità wireless elettricità a oggetti in movimento. La loro tecnologia potrebbe eventualmente caricare veicoli elettrici e dispositivi mobili, come telefoni cellulari o impianti medici, senza la necessità di una fonte di energia fissa.

La nuova tecnologia consentirà all’auto di ricaricarsi mentre viaggia. Una bobina, fissata al fondo di un veicolo, riceverebbe una carica elettrica dalle bobine inserite nella strada o nell'autostrada. Ciò significa che, mentre il veicolo è in movimento, sarà sempre in carica, rendendo la distanza praticamente illimitata.

La tecnologia che consente alle auto di ricaricarsi durante la guida contribuisce alla spinta verso la sostenibilità ambientale. “L’applicazione della ricarica dinamica nel trasporto su strada, dove un’auto si ricarica mentre passa, può ridurre l’uso di combustibili fossili, riducendo così le emissioni di CO2”, ha affermato Assawaworrarit. “Inoltre, con la disponibilità della ricarica al volo, la capacità della batteria richiesta per i dispositivi dotati di batteria può essere ridotta, riducendo il potenziale impatto ambientale derivante dall’estrazione/lavorazione dei materiali utilizzati nella produzione delle batterie”.

Ricerca

Fan e Assawaworrarit sono stati ispirati da una ricerca del MIT del 2007, che mostra che la potenza può essere trasferita attraverso l'accoppiamento di due bobine di risonanza. Ma lo studio del MIT ha affrontato solo l’elettricità che si muove in modalità wireless verso un oggetto stazionario.

"Siamo stati interessati alla possibilità di un trasferimento dinamico di potenza wireless, in cui è possibile ottenere un trasferimento ad alta efficienza a un dispositivo mentre il dispositivo è in MOVIMENTO", ha affermato Assawaworrarit. “Nel sistema standard, per fare ciò, sarà necessario mettere a punto i circuiti, il che aggiunge complessità. Il nostro obiettivo è vincere questa sfida”.

La risonanza magnetica funge da base scientifica di questo studio. Bobine rotanti di filo tra i magneti generano correnti alternate. Quando l'elettricità si muove tra i fili, crea un campo magnetico oscillante. L'energia può essere trasferita in modalità wireless quando il campo magnetico fa oscillare gli elettroni provenienti da una bobina di fili circostante.

Attraverso questo metodo, aspetti del circuito, come la frequenza, devono essere sintonizzati manualmente quando l'oggetto si muove. Ciò rende quasi impossibile trasferire l’elettricità wireless mentre si è in movimento.

Quindi, nel tentativo di mobilitare questa tecnologia, Fan e Assawaworrarit hanno sostituito la sorgente di radiofrequenza nel trasmettitore originale con un amplificatore di tensione e un resistore di feedback. Ciò consente di trasferire l'energia in modalità wireless, entro un raggio di tre piedi, senza la necessità di regolare manualmente alcun aspetto del circuito.

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Cosa c'è di nuovo?

Ci sono ancora barriere che impediscono a questa tecnologia di essere commerciabile. "Vorremmo migliorare l'efficienza dell'amplificatore utilizzato nel lavoro attuale", ha affermato Assawaworrarit. “Attualmente, l’amplificatore utilizzato nel circuito, che abbiamo ottenuto commercialmente, è di bassa efficienza. Riteniamo che questo problema possa essere risolto progettando su misura l’amplificatore per ottenere una maggiore efficienza”.

Fan e Assawaworrarit nutrono grandi speranze per il futuro, ma riconoscono che la domanda dei consumatori, così come il costo dell’integrazione della loro tecnologia di ricarica mobile nei dispositivi e nelle infrastrutture esistenti, potrebbero allungare i tempi prima che la loro tecnologia possa raggiungere il mercato.