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Uma maneira melhor de carregar sem fio em longas distâncias foi desenvolvida na Aalto University. Os engenheiros otimizaram a maneira como as antenas que transmitem e recebem energia interagem umas com as outras, fazendo uso do fenômeno da “supressão de radiação”. O resultado é uma melhor compreensão teórica da transferência de energia sem fio em comparação com a abordagem indutiva convencional, um avanço significativo no campo.
O carregamento em distâncias curtas, como por meio de almofadas de indução, usa campos magnéticos próximos para transferir energia com alta eficiência, mas em distâncias maiores a eficiência cai drasticamente. Novas pesquisas mostram que essa alta eficiência pode ser sustentada por longas distâncias suprimindo a resistência à radiação das antenas de loop que estão enviando e recebendo energia. Anteriormente, o mesmo laboratório criou um sistema de carregamento sem fio omnidirecional que permitia que os dispositivos fossem carregados em qualquer orientação. Agora, eles ampliaram esse trabalho com uma nova teoria dinâmica de carregamento sem fio que analisa mais de perto distâncias e condições próximas (não radiativas) e distantes (radiativas). Em particular, eles mostram que a alta eficiência de transferência, acima de 80%, pode ser alcançada em distâncias aproximadamente cinco vezes maiores que o tamanho da antena, utilizando a frequência ideal dentro da faixa de cem megahertz.
“Queríamos equilibrar a transferência efetiva de energia com a perda de radiação que sempre acontece em distâncias maiores”, diz o principal autor Nam Ha-Van, pesquisador de pós-doutorado na Aalto University. ‘Acontece que quando as correntes nas antenas de loop têm amplitudes iguais e fases opostas, podemos cancelar a perda de radiação, aumentando assim a eficiência.’
Os pesquisadores criaram uma maneira de analisar qualquer sistema de transferência de energia sem fio, matematicamente ou experimentalmente. Isso permite uma avaliação mais completa da eficiência da transferência de energia, tanto em distâncias próximas quanto distantes, o que não foi feito antes. Eles então testaram como o carregamento funcionava entre duas antenas de loop (veja a imagem) posicionadas a uma distância considerável em relação aos seus tamanhos, estabelecendo que a supressão de radiação é o mecanismo que ajuda a aumentar a eficiência da transferência.
“Trata-se de descobrir a configuração ideal para transferência de energia sem fio, seja perto ou longe”, diz Ha-Van. ‘Com a nossa abordagem, agora podemos estender a distância de transferência além dos sistemas convencionais de carregamento sem fio, mantendo alta eficiência.’ A transferência de energia sem fio não é importante apenas para telefones e gadgets; implantes biomédicos com bateria de capacidade limitada também podem se beneficiar. A pesquisa de Ha-Van e colegas também pode explicar barreiras como tecido humano que podem impedir o carregamento.
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