Ученые из Университета ИТМО предложили концепцию универсального устройства для беспроводной зарядки нескольких гаджетов одновременно. Метаповерхность позволит передавать энергию сразу на нескольких разных частотах. Эта технология даст возможность использовать устройство для зарядки устройств от разных компаний, использующих разные протоколы передачи энергии.

Работа исследователей опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Как известно, разъемы зарядных устройств у разных производителей гаджетов сильно отличаются друг от друга. Технологии беспроводной зарядки пока не смогли решить эту проблему. Компании используют различные стандарты беспроводной передачи энергии, которые работают на разных частотах, иногда системы передачи энергии могут отличаться даже у устройств, выпускаемых одной и той же компаний.

В качестве решения проблемы команда исследователей с физико-технического факультета Университета ИТМО предложила метаповерхность, которую можно использовать как передатчик в составе системы беспроводной передачи энергии для зарядки нескольких устройств. Она может работать как на одной частоте, так и на нескольких частотах одновременно.

Метаповерхность состоит из расположенных особым образом проводников, соединенных между собой емкостными элементами (конденсаторами), которые подстраиваются под нужную частоту. Данная структура может покрывать большую площадь, за счет чего материал можно использован в качестве поверхности для стола или тумбы, превратив их в огромные зарядные устройства для гаджетов.

«Оказалось, что эта структура обладает уникальными свойствами, в том числе обратной частотной дисперсией, что можно выгодно использовать для беспроводной передачи энергии, ― объясняет одна из исследователей, научный сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО Полина Капитанова. ― У этой структуры есть несколько резонансных частот, которые обладают равномерным магнитным полем, за счет которого энергия может быть передана беспроводным методом. При этом электрическое поле «прячется» на краях структуры, в конденсаторах, что позволит увеличить безопасность для человека».

Новая разработка является частью перспективной концепции «умного» стола, над которой работают ученые. Сейчас исследователи создали прототип устройства на основе метаповерхности и показали его работоспособность.

В статье они продемонстрировали опыт, в котором над метаповерхностью было расположено несколько приемных резонаторов, нагруженных на светодиоды, работающие на разных частотах. Светодиоды горели вне зависимости от взаимного расположения приемников, а значит, энергия беспрепятственно передавалась. Теперь ученым предстоит оценить уровень снижения электрического поля для обеспечения безопасности зарядки, а также потенциальную скорость зарядки гаджетов.