无线充电的四大技术与面临的难题

　　无线充电，顾名思义，就是不借助金属导线，以空气为介质实现电能传输的技术。如今，无线充电已从智能手机、MP3等一些低功率低耗电量的电子产品开始，逐步向大功率用电设备发展。在民用领域，富尔顿、劲量、苹果、诺基亚、三星等国际知名厂商都投入大量资金研发无线充电技术。国际无线充电联盟的成员企业由最初的十几家增加到现在的一百多家。有专家预计，到2015年，全球支持无线充电功能的设备将增至1亿部以上。可以预见，一个无线充电的时代即将来临。

　　

　　题图：两部手机正在利用无线充电板进行充电

　　在军事领域，以美国为首的各军事强国也在争先恐后地研发无线充电技术。据称，美国防部高级研究计划局已投入五六百万美元，用于研发无线充电技术，初步设定无线充电距离为50英尺（约15米）。可以想象，随着技术的成熟和距离的延长，战场上的武器装备将摆脱电线的束缚和距离的限制，机动能力和持续作战能力将大大提升。战士们外出执勤或作战，再也不用携带一堆的充电器和数据线，更不用担心GPS设备、电台等因为没有电能而无法工作。他们只需随身携带无线充电电池，不管在基地或战场的任何角落都可以随时充电。

　　新奇技术已有百年历史

　　直到今天，我们当中的许多人在第一次听说无线充电技术时，都认为这是一项新奇的技术，甚至感到有点匪夷所思。其实，早在一百多年前，就已经出现了无线充电技术。19世纪末20世纪初的科学天才尼古拉·特斯拉，曾制作了一个后来被称为传奇的“特斯拉线圈”。这个由黄铜线圈缠绕的电流传输器，可产生超高电压、低电流和高频率的电力，在一定区域内实现电能的无线传输。虽然这项原本可能改变世界的伟大发明，最终因传输效率太低、危险系数过高等原因而胎死腹中，但却为世人打开了梦想的大门。

　　无线充电四“马”并行

　　随着科技进步，科学家们最终验证了无线充电的可行性，并在技术上取得重大突破。目前，相对成熟的无线充电技术主要有4种：电磁感应、无线电波、电磁共振和光电转换。

　　电磁感应技术：电磁感应技术是目前最为常见的无线电力传输方式。它通过发射端和接收端的线圈相互感应产生电流，从而将能量从发射端转移到接收端。但由于磁场向四面八方辐射导致能量大量散失，因此传输效率较低，通常只适合相互“贴着”的小功率电子产品，例如电动牙刷、智能手机、相机等。

　　无线电波技术：传统观点认为，无线电波只适合传送信息，不适合传送能量。实际上，无线电波作为一种电磁波，其本身也能够传递能量，同时还可以穿透空气。无线电波技术主要是利用电源发送器发送搭载有能量的无线电波，通过微型高效接收器捕捉空中的无线电波，将无线电波能量转化成直流电并为不同电子装置的电池充电。

　　

　　图①：利用电磁共振技术成功实现为灯泡供电

　　电磁共振技术：主要是利用物理学的“共振”原理，即两个振动频率相同的物体能高效传输能量。它通常利用铜制线圈作为电磁共振器，当充电器送出某特定频率的电磁波后，电能发送方的线圈和接收方感应器线圈之间就会形成磁场共振，实现电能的高效传输。这也就是当一位歌手用与杯子相同频率的声音歌唱时，杯子会破裂的原因。2007年，麻省理工学院的研究小组就曾利用电磁共振技术成功“抓住”了电磁波，实现了为一个两米外的60瓦灯泡供电。

　　光电转换技术：主要是以激光等为载体，将能量传递到目的地再转化为电能，进而实现能量的远距无线传输。近日，美国洛克希德·马丁公司与激光动力公司联合研发的一种新型激光充电系统就是利用了这一原理。据称，这项技术已对美特种部队使用的一款名为“阔步者”的小型无人机进行了风洞飞行测试。测试显示，该无人机的电池蓄电量得到有效提高，飞行时间可达48小时以上，飞行续航能力提高24倍，大大增加其执行任务的时间。