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日媒:激光充電技術(shù)離我們?cè)絹碓浇?/h3>

激光制造網(wǎng) 來源:參考消息2023-07-14 我要評(píng)論(0 )   

參考消息網(wǎng)7月13日?qǐng)?bào)道 據(jù)日本《日經(jīng)產(chǎn)業(yè)新聞》7月10日?qǐng)?bào)道,東京工業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)正在大力研發(fā)依靠激光實(shí)現(xiàn)的“光無線充電”技術(shù)。用激光照射物體,就可以將光能轉(zhuǎn)化為電...

參考消息網(wǎng)7月13日?qǐng)?bào)道 據(jù)日本《日經(jīng)產(chǎn)業(yè)新聞》7月10日?qǐng)?bào)道,東京工業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)正在大力研發(fā)依靠激光實(shí)現(xiàn)的“光無線充電”技術(shù)。用激光照射物體,就可以將光能轉(zhuǎn)化為電能。這樣一來,不僅可以省去手機(jī)、家電配置充電線的麻煩,還可讓電動(dòng)汽車(EV)不必停下來就能充電。這種遠(yuǎn)離充電線的生活或許能在2050年實(shí)現(xiàn)。

激光充電的原理十分簡單:利用電能發(fā)射激光,受到激光照射的物體再通過發(fā)電板將光能轉(zhuǎn)化為電能。東京工業(yè)大學(xué)副教授宮本智之表示,激光充電如果能解決效率和安全問題,就能盡早投入實(shí)際使用。

宮本的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)可以利用激光輸送10瓦左右的電流。他們還能以此操縱無線電控制系統(tǒng),在地面用激光使無人機(jī)處于滯空狀態(tài)。此外,他們的技術(shù)可以不受水的阻礙,因此也能給水下無人機(jī)充電。

目前較為普遍的無線充電技術(shù)大多采用電磁感應(yīng)原理,利用線圈通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)輸送電能。手機(jī)無線充電就是實(shí)際案例。雖然這種方式的充電效率高達(dá)90%左右,但手機(jī)與充電器的距離必須保持在幾厘米以內(nèi)。

在距離較遠(yuǎn)的情況下,比較被看好的是微波無線充電。這種技術(shù)需要用到特定波長的電磁波。但是,在遠(yuǎn)距離充電時(shí),輸電效率會(huì)隨著距離增加而顯著下降,很難進(jìn)行大功率輸電。此外,電磁波也會(huì)導(dǎo)致接收方的機(jī)器產(chǎn)生噪聲,容易造成故障。

而激光在進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電時(shí),其能量轉(zhuǎn)換率可維持在50%左右。激光作為可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率無線充電的技術(shù)手段被廣泛看好。

不過,這種充電方式并非完美無缺,安全問題就很棘手。由于激光功率很高,一旦照到人體就十分危險(xiǎn),必須確保在無人環(huán)境下使用,或是對(duì)相關(guān)場(chǎng)所的人員出入嚴(yán)加管理。

宮本表示,可以首先在無人倉庫傳感器和自動(dòng)搬運(yùn)車(AGV)上試用激光充電技術(shù)。無人倉庫傳感器被設(shè)置在倉庫各個(gè)角落,有的也能在倉庫內(nèi)自由移動(dòng),可以從倉庫頂部發(fā)射激光持續(xù)為其充電。預(yù)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)將在2030年前后投入實(shí)用。

研究人員還試圖在有人的情況下給家電和手機(jī)充電。他們通過攝像頭等部件確定人的位置,一旦有人靠近就停止發(fā)射激光,從而確保安全。擁有此種技術(shù),就能用激光對(duì)電動(dòng)汽車持續(xù)進(jìn)行大功率充電,使其保持行駛。

在海外,該領(lǐng)域的初創(chuàng)公司相繼成立。

美國PowerLight Technologies公司與瑞典愛立信公司合作開展了5G基站激光無線供電的實(shí)證實(shí)驗(yàn)。以色列Wi-Charge公司正在開發(fā)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無線充電技術(shù)。

宮本介紹說,相比之下,日本幾乎沒有取得實(shí)際進(jìn)展,但對(duì)該領(lǐng)域感興趣的企業(yè)越來越多。宮本等人正在通過相關(guān)研討會(huì)努力推動(dòng)信息共享。

此前,激光除了被用于光纖等信息通信領(lǐng)域,還被用于制作CD、DVD等存儲(chǔ)器。人們還利用激光聚焦生熱的特點(diǎn)加工金屬,其對(duì)于工業(yè)而言不可或缺。

激光在人臉識(shí)別和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域也逐漸嶄露頭角。手機(jī)的人臉識(shí)別功能利用紅外線激光照射面部獲取立體特征,以此判斷使用者是否為機(jī)主本人。

汽車則可以在自動(dòng)駕駛模式下用激光照射周邊環(huán)境,從而判定障礙物的形狀和位置。

激光的適用場(chǎng)景還將繼續(xù)增加。有人利用其能量高的特點(diǎn),嘗試將其用于核聚變發(fā)電。將高功率激光聚焦于一點(diǎn),通過在高密度條件下壓縮和加熱促進(jìn)發(fā)生核聚變反應(yīng)。各國初創(chuàng)企業(yè)都在積極從事相關(guān)研發(fā)活動(dòng)。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,可以利用激光監(jiān)測(cè)植物生長情況和土壤狀況,也可用其除草除蟲,從而減少農(nóng)藥使用量,實(shí)現(xiàn)無人植物工廠。

未來激光還將在多個(gè)領(lǐng)域大顯神通。



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