Исследователи из университета Северной Каролины (North Carolina State University) и университета Карнеги-Мелоун (Carnegie Mellon University) продемонстрировали, что использование резонансного усилителя магнитного поля (magnetic resonance field enhancer, MRFE), который может быть простой петлей медного провода, позволяет увеличивать эффективность беспроводной передачи энергии минимум на 100 процентов по сравнению с традиционной передачей через воздух. А использование MRFE в некоторых других системах позволит повысить эффективность передачи энергии на весьма внушительную величину – на целых 5 тысяч процентов.

Системы беспроводной передачи энергии работают при помощи катушки передатчика, которая создает переменное магнитное поле, а катушка устройства-приемника преобразовывает энергию магнитного поля в электрическую энергию. Вполне естественно, что какая-то часть энергии, поданной в устройство-передатчик, теряется безвозвратно, рассеиваясь в пространстве. И в некоторых системах количество утерянной энергии представляет собой достаточно значимую величину.

Рис. 1.

«Результаты наших исследований показывают, что использование резонансных усилителей позволяет минимум удвоить эффективность беспроводной передачи энергии» – рассказывает Дэвид Рикетс (David Ricketts), профессор из университета Северной Каролины, – «Ранее считалось, что сложные материалы, метаматериалы, являются решением увеличения эффективности, но мы провели всесторонний компьютерный анализ систем беспроводной передачи энергии и нашли, что резонансные усилители позволяют увеличить эффективность передачи в пять раз по сравнению с метаматериалами и в 50 раз по сравнению с передачей через воздух».

Рис. 2.

Исследователи провели эксперимент, в котором передача энергии осуществлялась через воздух, через метаматериал и при наличии резонансного усилителя магнитного поля. MRFE-усилитель был изготовлен из того же самого материала, как и метаматериал, но его объем составлял всего десятую часть от объема использованного метаматериала. Тем не менее, наличие MRFE-усилителя обеспечило такое увеличение эффективности, которое оставляет далеко позади все остальные методы.

«Наша разработка позволит создать новые высокоэффективные системы беспроводной передачи энергии, которые могут быть использованы в электромобилях, в зданиях и в других системах, где передается большое количество энергии, выдвигаются особые требования к эффективности передачи и к расстоянию, на которое осуществляется передача энергии» – рассказывает Дэвид Рикетс.