nature

当前位置: Nature » 其他 » 正文

Nature:美学者研发新型无线高效输电系统

摘要 : 2017年6月14日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下《Nature》杂志在线发表了美国斯坦福大学电子工程教授范汕洄研究员的一篇研究论文,论文报道了研究团队利用宇称—时间对称(PT对称性)原理制成了一种无线电力传输系统,其在1米范围内的不同距离均能实现高效电力传输。

2017年6月14日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下《Nature》杂志在线发表了美国斯坦福大学电子工程教授范汕洄研究员的一篇研究论文,论文报道了研究团队利用宇称—时间对称(PT对称性)原理制成了一种无线电力传输系统,其在1米范围内的不同距离均能实现高效电力传输。实验中,LED灯可以在远离电源的情况下成功充电。

无线电力传输技术的发展将为现今社会的多种应用奠定基础,如为植入式医疗装置充电和固定式电动车无线充电。但是,要创建一个不受操作条件变化影响的系统很不容易,譬如说,不受电源与无线受电设备之间距离的制约就难以做到;而同时还要保持电力传输效率稳定的话,就存在更大的挑战。

范汕洄教授及其同事创建的无线电力传输系统,在1米范围内的不同距离均能实现高效电力传输。该系统是利用宇称—时间对称原理制成的。宇称—时间对称是描述微观物体运动基本理论的量子力学中的概念,一般来讲,物理中的对称性是指一个系统在特定变换下所呈现的内在不变性,宇称—时间对称性即空间反射和时间反演下的不变性。团队利用这一原理制成的系统,可以在约1米的距离变化范围内,保持电力传输效率不变。

研究团队利用LED灯进行了测试实验。结果表明LED灯可以受电,而且可以远离电源——直到约1米左右的分界点,这一过程中亮度一直维持不变。

在相应的新闻与评论文章中,法国科学研究中心、巴黎高等物理化工学院科学家杰弗洛伊·萝实表示,这项最新发现有望用于为传输距离和方向持续发生变化的移动装置或车辆充电。

原文链接:

Robust wireless power transfer using a nonlinear parity–time-symmetric circuit

原文摘要:

Considerable progress in wireless power transfer has been made in the realm of non-radiative transfer, which employs magnetic-field coupling in the near field. A combination of circuit resonance and impedance transformation is often used to help to achieve efficient transfer of power over a predetermined distance of about the size of the resonators. The development of non-radiative wireless power transfer has paved the way towards real-world applications such as wireless powering of implantable medical devices and wireless charging of stationary electric vehicles. However, it remains a fundamental challenge to create a wireless power transfer system in which the transfer efficiency is robust against the variation of operating conditions. Here we propose theoretically and demonstrate experimentally that a parity–time-symmetric circuit incorporating a nonlinear gain saturation element provides robust wireless power transfer. Our results show that the transfer efficiency remains near unity over a distance variation of approximately one metre, without the need for any tuning. This is in contrast with conventional methods wher high transfer efficiency can only be maintained by constantly tuning the frequency or the internal coupling parameters as the transfer distance or the relative orientation of the source and receiver units is varied. The use of a nonlinear parity–time-symmetric circuit should enable robust wireless power transfer to moving devices or vehicles.

来源: Nature 浏览次数:0

热门文章TOP

RSS订阅 - 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容: - 网站地图
网站联系电话:020-87540820 备案号:粤ICP备11050685号-8 增值电信业务经营许可证:粤B2-20120479
©2011-2015 生物帮 All rights reserved.