Truyền được điện vào một vật thể chuyển động, các nhà khoa học bước gần hơn tới công nghệ sạc không dây từ xa

Nikola Tesla hẳn sẽ rất tự hào.

Ngắn gọn và súc tích, rằng các nhà nghiên cứu đã đi được một bước rất xa trong việc đưa thẳng năng lượng vào một vật thể chuyển động. Thứ công nghệ tiên tiến này có thể được sử dụng để cải tiến tầm xa của xe điện khi chúng đi đường dài và bên cạnh đó, giúp những con robot công nghiệp vận hành dễ dàng, trơn tru hơn.

Những người đem đến cho ta đột phá công nghệ này là các nhà nghiên cứu tới từ Đại học Stanford, thiết kế hệ thống truyền năng lượng mới dựa trên nghiên cứu trước đây đã được thực hiện bởi Viện Công nghệ Massachusetts. Họ đã có thể truyền được đủ điện vào một chiếc đèn LED đang chuyển động, khiến cho nó phát sáng.

Chặng đường đi từ đột phá này cho tới lúc ta có thể truyền được thẳng điện vào chiếc xe đang chạy vẫn còn khá dài, nhưng ít ra ta đã xác nhận được rằng công nghệ này hoàn toàn khả thi. Hãy tưởng tượng ven đường cao tốc có những súng bắn điện ném năng lượng thẳng vào những chiếc xe điện đang lưu thông, tài xế sẽ chẳng phải lo việc hết điện giữa đường nữa. Giấc mơ của Nikola Tesla xưa kia đã thành hiện thực, chí ít là ở quy mô nhỏ.

Bước tiến lớn trong việc truyền tải điện từ xa.

Khi điện áp đủ cao, dòng điện có thể được truyền tải một cách hiệu quả thông qua một hệ thống dẫn điện ở một khoảng cách xa, quá trình ấy có tên là mắc nối điện cảm ứng. Nói đơn giản, thì việc cảm ứng điện mô tả việc một từ trường chuyển động có thể tạo ra một dòng điện trong một hệ thống dẫn.

Bởi bản thân dòng điện có từ trường của riêng mình, các kĩ sư có thể thay đổi dòng điện để nó có thể tạo điện áp mà không cần phải có dây dẫn nối trực tiếp. Mọi thay đổi nói trên (để tạo ra điện áp) có thể thực hiền qua trường điện từ. Theo cách này, trên lý thuyết thì ta có thể truyền tải năng lượng giữa hai mạch điện mà chẳng cần nối chúng với nhau.

Cụ thể, trong thí nghiệm lần này, các nhà nghiên cứu đã truyền tải được 60 watt năng lượng với hiệu năng 40% với khoảng cách xa 2 mét. Vấn đề nan giải chủ yếu nằm ở việc tần số dao động của từ trường là thứ khiến cho dòng điện được truyền đi, và nếu một vật thể nhận điện mà chuyển động hoặc nằm ở một góc lệch quá lớn, giữa nguồn và thiết bị nhận sẽ không tạo ra dòng điện hiệu quả nhất.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu sử dụng một hệ thống khuếch đại điện áp đơn giản hơn và thêm vào đó là một điện trở phản hồi có thể tự động điều chỉnh điện áp dựa trên những gì nó nhận được từ mạch điện nhận năng lượng.

“Việc thêm bộ khuếch đại và điện trở cho phép năng lượng có thể được truyền một cách hiệu quả trong phạm vi 1 mét, bất kể thiết bị nhận điện nằm theo hướng nào”, trưởng ban nghiên cứu, Sid Assawaworrarit nói. “Hệ thống mới đã cho phép ta không phải điều chỉnh mạch điện liên tục để có được kết quả tốt”.

Với phương pháp cũ, chiếc đèn LED sẽ giảm độ sáng khi càng ra xa khỏi nguồn phát hiện. Với bộ khuếch đại và điện trở, chiếc đèn LED đã có được độ sáng ổn định khi di chuyển ra xa. Đây là tin tốt cho các hệ thống xe điện tương lai.

Hiện nay, xe điện đang là xu thế mới của các hãng sản xuất. Chiếc Tesla Model 3 mới dự kiến sẽ chạy được khoảng 345 km với mỗi lần sạc, trong khi đó chiếc Chevrolet Bolt có thể đi được nhiều hơn một chút, 383 km. Những con số trên có thể đem ra so sánh được với những chiếc xe nhỏ, và ta chẳng nghi ngờ gì việc nó sẽ còn tăng cao trong tương lai. Nhưng với công nghệ sạc từ truyền điện từ xa như thế này, ta sẽ tiết kiệm được rất nhiều thời gian sạc.

Và nếu bạn thấy việc sạc ô tô còn to tát quá, xét tới kích cỡ của chiếc xe khá lớn, bạn có thể nghĩ tới việc sạc điện thoại mà chẳng cần phải cắm dây. Quả là dễ hình dung và nhỏ hơn nhiều. Hơn nữa, những nhà máy tự động hóa với những dãy dài những con robot sẽ hiệu quả hơn nhiều với công nghệ sạc qua không khí này.

Các nhà nghiên cứu tin rằng họ sẽ có thể tăng lượng năng lượng mà các thiết bị chuyển động/ở xa có thể nhận được từ nguồn điện. Thậm chí, có thể thiết kế những hệ thống như thế với những trang thiết bị đơn giản. Tương lai của loài người đa đỡ rối rắm hơn rồi đó, vì ta sẽ chẳng cần nhiều dây điện nữa.

Nikola Tesla chắc hẳn sẽ tự hào về thành quả này.