Langatonta tehonsiirtoa metamateriaaleilla

Universitat Politècnica de Valencian (UPV) tutkijat ovat suunnitelleet uudenlaista laitetekniikkaa langattomaan energian siirtoon.

Nykyiset järjestelmät perustuvat keloilla tuotetun magneettikentän kautta tapahtuvaan tehonsiirtoon. Ongelmana ovat kelojen suuri koko ja magneettikentän nopea vaimeneminen.

UPV:n jo patentoima järjestelmä perustuu neljän sisäkkäisen renkaan muodostamista fotonikiteistä (Radial Photonic Crystals) suunniteltujen resonaattorien käyttöön. Anisotrooppisiin metamateriaaleihin perustuvat resonoivat mikrorakenteet ovat kooltaan pienempiä kuin siirtoon käytetyt aallonpituudet.

Lähettävän ja vastaanottavan laitteen välissä toimii energiaa siirtävä resonanssikytkentä. Rakenteet aikaansaavat tehokkaita resonanssikytkentöjä koska niillä on korkea Q-tekijä. Maksimiksi tehonsiirron hyötysuhteeksi tutkijat ovat arvioineet 83 prosenttia.

Kännyköiden ja läppäreiden latauksen lisäksi menetelmää voisi tutkijoiden mukaan käyttää myös teholähteenä esimerkiksi näppäimistöille ja langattomille hiirille. Kulutuselektroniikan lisäksi sitä voitaisiin käyttää myös teollisessa ympäristössä virtalähteenä roboteille tai biosähköisille laitteille.

Kyseessä on kuitenkin vasta simulaatiot ja laskelmat järjestelmän suorituskyvystä ja parhaillaan tutkijat ovat kehittämässä ensimmäistä prototyyppiä.

Aiemmin muun muassa Duke Universityn ja Toyota Research Instituten tutkijat ovat hyödyntäneet metamateriaaleja tehostamassa langatonta energiansiirtoa superlinssin keskittämällä magneettikentällä.