Согласно японскому изданию "Nikkei Sangyo Shimbun", опубликованному 10 июля, Токио. С помощью объекта лазерного излучения можно преобразовывать световую энергию в электричество. Таким образом, можно не только избежать проблем с зарядным кабелем конфигурации сотовых телефонов и бытовой техники, но и позволить электромобилю (EV) не останавливаться для зарядки. Эта жизнь вдали от зарядных кабелей может быть реализована к 2050 году.
Принцип лазерной зарядки очень прост: электрическая энергия используется для излучения лазерного света, а объект, облучаемый лазерным светом, затем преобразуется в электрическую энергию с помощью панели выработки электроэнергии. Томоюки Миямото, адъюнкт-профессор Токийского технологического института, сказал, что лазерная зарядка может быть введена в практику как можно скорее, если будут решены вопросы эффективности и безопасности.
Команда Миямото смогла использовать лазеры для подачи тока мощностью около 10 Вт. Они также могут использовать его для манипулирования системами радиоуправления и использовать наземные лазеры, чтобы удерживать беспилотники в стазисе. Кроме того, их технология может заряжать и подводные дроны, так как им не мешает вода.
В большинстве наиболее распространенных сегодня технологий беспроводной зарядки используется принцип электромагнитной индукции, в котором используется магнитное поле, создаваемое при включении катушки для подачи электроэнергии. Беспроводная зарядка сотовых телефонов является практическим примером. Хотя этот метод имеет эффективность зарядки около 90 процентов, расстояние между телефоном и зарядным устройством должно быть в пределах нескольких сантиметров.
На больших расстояниях более предпочтительным вариантом является беспроводная микроволновая зарядка. Эта технология требует использования электромагнитных волн определенной длины волны. Однако при зарядке на большие расстояния эффективность передачи значительно снижается с расстоянием, что затрудняет передачу высокой мощности. Кроме того, электромагнитные волны могут вызвать шум в аппарате приемника, что легко может привести к неисправности.
Напротив, скорость преобразования энергии лазера может поддерживаться на уровне около 50 процентов при передаче энергии на большие расстояния. Лазер широко известен как техническое средство для реализации мощной беспроводной зарядки на большие расстояния.
Однако этот способ зарядки не идеален, вопрос безопасности очень сложный. Поскольку мощность лазера очень высока, когда человеческое тело очень опасно, необходимо обеспечить использование беспилотной среды или соответствующих мест доступа персонала к строгому управлению.
Миямото сказал, что технологию лазерной зарядки можно сначала опробовать на беспилотных складских датчиках и автоматизированных управляемых транспортных средствах (AGV). Беспилотные датчики склада установлены во всех углах склада, некоторые из них также могут свободно перемещаться по складу и могут стрелять из верхней части склада непрерывно заряжающимся лазером. Ожидается, что технология будет запущена примерно в 2030 году.
Исследователи также пытаются заряжать бытовые приборы и сотовые телефоны, пока кто-то присутствует. Они обеспечивают безопасность, определяя местоположение человека с помощью таких компонентов, как камеры, и останавливая лазерное срабатывание при приближении человека. Наличие такой технологии позволит непрерывно заряжать электромобили лазерами высокой мощности, чтобы они продолжали двигаться.
За рубежом стартапы в этой области создавались один за другим.
Американская компания PowerLight Technologies и шведская компания Ericsson совместно провели эмпирические эксперименты по беспроводному лазерному питанию для базовых станций 5G. Израильская компания Wi-Charge разрабатывает технологию беспроводной зарядки для устройств IoT.
Миямото объясняет, что Япония, напротив, добилась небольшого практического прогресса, но растет число компаний, заинтересованных в этой области. Миямото и другие работают над распространением информации посредством соответствующих семинаров.
Ранее лазеры использовались для создания запоминающих устройств, таких как компакт-диски и DVD-диски, а также в области передачи информации, например, в оптических волокнах. Он также использовался для обработки металлов с использованием теплогенерирующей функции лазерной фокусировки, которая необходима для промышленности.
Лазеры также вступают в свои права в области распознавания лиц и автономного вождения. Функция распознавания лиц сотовых телефонов использует инфракрасные лазеры для получения трехмерных черт лица, чтобы определить, является ли пользователь владельцем.
Автомобили могут использовать лазеры для освещения своего окружения в автономном режиме вождения, чтобы определять форму и расположение препятствий.
Количество сценариев, в которых можно использовать лазеры, продолжает расти. Есть попытки использовать его высокое энергосодержание для производства энергии ядерного синтеза. Мощные лазеры фокусируются в одной точке, а реакции синтеза способствуют сжатие и нагрев в условиях высокой плотности. Стартапы в разных странах активно занимаются сопутствующими исследованиями и разработками.
В области сельского хозяйства лазеры можно использовать для мониторинга роста растений и состояния почвы, а также для уничтожения сорняков и насекомых, тем самым сокращая использование пестицидов и создавая заводы по производству растений без участия человека.
В будущем лазеры также будут использоваться в самых разных областях.
