Специалисты лаборатории метаматериалов петербургского Университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) и НИИ «Гириконд» показали, что можно создавать эффективные системы беспроводной передачи энергии при использовании керамических диэлектриков. Результаты моделирования были проверены экспериментально – без использования проводов удалось зажечь светодиодиодную лампочку на расстоянии 20–30 см. Результаты работы опубликованы в журнале AppliedPhysicsLetters.

«У нас пока только пионерские работы, но для расстояния в 20 сантиметров и мощности 1 Ватт наша система уже работает», – рассказал ТАСС один из авторов статьи, научный сотрудник Университета, Полина Капитанова.

В отличии от имеющихся иностранных аналогов, российские исследователи заменили медные катушки на диэлектрические керамические резонаторы, в которых магнитное поле можно возбуждать с меньшими потерями энергии, а для ее передачи использовали другие, более высокие частоты резонаторов, на которых магнитное поле обладает более сложной структурой и меньше затухает при распространении в пространстве. Теоретическая эффективность нового подхода достигает 80%. Кроме того, такая система более устойчива к изменению взаимной ориентации приемника относительно источника. В эксперименте ученым пока удалось передать около 1 Вт мощности на расстояние 20–30 см на частотах около 2 ГГц и сейчас они начали новые испытания.

«Наши коллеги из "НИИ Гириконд» разработали новые образцы керамики с большим значением диэлектрической проницаемости и малыми потерями, что позволит еще больше увеличить расстояние передачи энергии, а также перейти на рабочие частоты в области десятков МГц, безопасные для человека", – рассказала Капитанова.

В 2007 году группе профессора Массачусетского технологического института Марин Солячича в ходе аналогичного эксперимента удалось зажечь лампочку 60 Вт на расстоянии в 2,5 метра за счет резонансного взаимодействия двух медных катушек. Одна из них была подключена к источнику переменного электрического тока, который создавал в ней распространяющееся магнитное поле. Оно доходило до второй катушки, которая была настроена на ту же самую резонансную частоту и создавало в ней переменный ток, с помощью которого зажигалась лампочка. Этот принцип стал основой коммерческой технологии WiTricity, которую сейчас используют для беспроводных зарядок мобильного телефона. Пока такие устройства скорее похожи на стационарные базы радиотелефонов, чем на беспроводные точки питания: для подзарядки телефон нужно аккуратно разместить на подключенной в сеть панели. В будущем ученые обещают избавиться от необходимости физического контакта с базой.