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　　電池技術(shù)續(xù)航偏弱無(wú)線充電能否緩解“低電量焦慮”?

　　日前，在俄羅斯彼爾姆城，一個(gè)叫小P的機(jī)器人竟然自作主張“逃出”實(shí)驗(yàn)室。最終，因?yàn)殡姵睾墓舛Ａ粼诮值乐虚g，一度造成小范圍的交通堵塞。

　　有關(guān)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，缺電會(huì)讓其無(wú)法正常運(yùn)行。而有關(guān)不少患上手機(jī)依賴(lài)癥的人而言，“電池電量低”則會(huì)讓心情變得焦躁煩悶。人們將這種現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)為“低電量焦慮癥”。

　　為緩解這一“現(xiàn)代病”，科學(xué)家嘗試引入無(wú)線充電技術(shù)。這到底是個(gè)怎么樣的技術(shù)?它能否推廣應(yīng)用，真正緩解“低電量焦慮”呢?

　　傳統(tǒng)電池技術(shù)續(xù)航偏弱

　　“再窮也要有WiFi，再苦不能沒(méi)電量?！本W(wǎng)絡(luò)上流傳的這則“新版馬斯洛需求”，用戲謔的方法清晰地傳遞出這樣一個(gè)信號(hào)：“低電量焦慮”已經(jīng)影響到不少人的基本生活狀態(tài)。

　　實(shí)驗(yàn)證明，這樣一個(gè)發(fā)送器可以在4.5米距離內(nèi)，同時(shí)為4個(gè)待充設(shè)備供應(yīng)2瓦特功率的電力傳輸，而耗時(shí)僅為傳統(tǒng)接線充電的一半。

　　磁共振催生“隔空充電”

　　2014年，美國(guó)高通公司展示一款汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)采用充電箱來(lái)驅(qū)動(dòng)地面上的無(wú)線充電墊，在汽車(chē)開(kāi)上來(lái)后開(kāi)始電力傳輸。

　　實(shí)驗(yàn)表明，與充電樁等傳統(tǒng)方式相比，電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線充電可以解決火花、積塵、接觸損耗及機(jī)械磨損等一系列問(wèn)題，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)停車(chē)位自動(dòng)充電和移動(dòng)供電。由此，將降低對(duì)電池容量的要求，增強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航能力。

　　無(wú)線充電技術(shù)不僅在消費(fèi)電子領(lǐng)域有巨大需求，同時(shí)在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中也有著良好的應(yīng)用前景。那么，它到底是基于何種原理呢?

　　早在100多年前，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)電力可以轉(zhuǎn)化為電磁波在空氣中傳播。當(dāng)時(shí)有科學(xué)家制作了兩個(gè)銅線圈，讓其中一個(gè)連接電源，負(fù)責(zé)發(fā)出能量;另一個(gè)連接燈泡，負(fù)責(zé)接收能量，兩個(gè)線圈中間沒(méi)有任何電線連接。由于這兩個(gè)線圈擁有相同的電磁振動(dòng)頻率，電能最終成功地在兩個(gè)線圈之間進(jìn)行傳輸。

　　所謂無(wú)線充電技術(shù)，就是利用磁共振、電磁感應(yīng)等原理，實(shí)現(xiàn)電能在充電發(fā)射器與電子設(shè)備之間的傳輸。根據(jù)供電距離的不同，它可以分為短程、中程和遠(yuǎn)程傳輸三大類(lèi)：

　　短程傳輸通常依靠電磁感應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電磁感應(yīng)電力傳輸重要以磁場(chǎng)為媒介，通過(guò)初級(jí)和次級(jí)線圈感應(yīng)出現(xiàn)電流，可以隔著很多非金屬材料進(jìn)行傳輸，一般適用于小型便攜式電子設(shè)備供電。短程傳輸距離上限是10厘米。

　　中程傳輸可以通過(guò)電磁波射頻來(lái)實(shí)現(xiàn)，其傳輸距離能達(dá)10米，但傳輸功率較小，多為汽車(chē)配件、助聽(tīng)器及人體植入儀器等供應(yīng)支持。

　　遠(yuǎn)程傳輸重要利用微波或激光技術(shù)。微波傳輸是將電能轉(zhuǎn)化為微波，讓微波經(jīng)自由空間傳送到目標(biāo)位置，再轉(zhuǎn)化成直流電能，供應(yīng)給負(fù)載。激光電能傳輸則是利用激光方向性強(qiáng)、可以攜帶大量能量的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的輸電。

　　傳輸距離和輻射限制應(yīng)用

　　通常，科技公司提到的無(wú)線充電技術(shù)，指的是可以將手機(jī)放在充電墊上來(lái)充電，不要充電線。例如，蘋(píng)果、華為等品牌的手表，通過(guò)兩線圈相互接觸感應(yīng)，可以進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換。不過(guò)，很多人質(zhì)疑，這和數(shù)據(jù)線充電有什么本質(zhì)差別嗎?

　　真正的無(wú)線充電技術(shù)，類(lèi)似于“隔空充電”，像WiFi信號(hào)相同，通過(guò)空氣等媒介來(lái)傳輸電能;其能量傳輸效率可以保持在70%左右，且都采用智能化控制，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載是否完成充電，比不能識(shí)別是否充電完成的傳統(tǒng)充電器更加環(huán)保，電能利用率更高。因此，推廣前景值得期待。

　　但是，傳輸距離和輻射問(wèn)題，也限制著無(wú)線充電技術(shù)的推廣應(yīng)用。無(wú)線電波的彌散、吸收與衰減，被認(rèn)為是無(wú)線充電的難點(diǎn)。電磁波在自由空間傳輸能量的過(guò)程中，會(huì)向四方散發(fā)、不易集中、定向性差;能量在無(wú)線傳輸過(guò)程中，各種各樣的干擾會(huì)造成能量傳輸損耗，特別是微波漫射在空間，能量衰竭更快。

　　此外，使用無(wú)線充電的產(chǎn)品工作頻率設(shè)定的范圍是50赫茲至60赫茲，理論上電磁輻射與普通小家電相當(dāng)。但檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，無(wú)線充電的電磁輻射相較于無(wú)線通信要高很多。還有專(zhuān)家表示，出現(xiàn)輻射的不僅僅是無(wú)線充電器，電腦、手機(jī)、WiFi、電視、微波爐等同樣有輻射，因而存在一個(gè)疊加輻射的問(wèn)題。因此，應(yīng)當(dāng)在提高無(wú)線充電傳輸能力的同時(shí)，降低電磁輻射水平，將其下降到一個(gè)安全許可的范圍內(nèi)。這或許是無(wú)線充電技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的一大瓶頸。

　　對(duì)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)的檢測(cè)還顯示，磁感應(yīng)傳輸電能會(huì)出現(xiàn)輕微輻射。在人體各器官中，心肺受到的影響較為明顯，需作為重點(diǎn)防護(hù)對(duì)象。不過(guò)，由于車(chē)身的屏蔽用途以及電磁參數(shù)隨距離的急劇衰減，車(chē)外的電磁安全指標(biāo)明顯優(yōu)于車(chē)內(nèi)。因此，就個(gè)體而言，最好不要置于無(wú)線充電的中心場(chǎng)域。記者夏斌

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　　腦洞大開(kāi)的無(wú)線充電方法

　　WiFi充電美國(guó)華盛頓大學(xué)正在開(kāi)發(fā)“WiFi電力系統(tǒng)”。這個(gè)技術(shù)可以通過(guò)WiFi信號(hào)為8.5米內(nèi)的設(shè)備充電。傳感器接收射頻信號(hào)中的電能，并將其轉(zhuǎn)化為直流電。

　　呼吸供電巴西一名設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了一款用呼吸為手機(jī)充電的新型裝置——AIRE面罩，里面裝有一個(gè)小型的風(fēng)力渦輪機(jī)，能夠把呼吸出現(xiàn)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能。

　　摩擦充電這利用的是靜電原理。一片指甲大小的納米材料通過(guò)摩擦就能出現(xiàn)8毫瓦的電量，足夠讓心臟起搏器運(yùn)行起來(lái)了;摩擦25平方厘米的材料足以點(diǎn)亮600盞LED燈。

　　聲音供電整個(gè)裝置就像“三明治”，特定化合物把氧化鋅納米管線夾在中間。當(dāng)外界聲音傳至表面時(shí)，聲波震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致氧化鋅納米管線壓縮和伸展，從而出現(xiàn)微量的電壓。目前，這種裝置能將100分貝左右的音量轉(zhuǎn)換成50毫伏的電壓。

　　家具充電宜家公司推出一系列支持無(wú)線充電的家居用品。最引人關(guān)注的是支持無(wú)線充電的臺(tái)燈、書(shū)桌、床頭柜和落地?zé)舻?。這些家具自帶無(wú)線充電模塊，用戶(hù)買(mǎi)回去連上電源就可使用。