遠端輸電：劃時代的突破

“紅外線輸電試驗獲得成功，不用充電線也能完成充電！”

2022年8月30日，美國《科學日報》網站刊載的一篇報道，引爆了世界科技圈。

在這篇報道中，作者引導著人們，開始想象一些紅外線輸電的運用場景，比如當你走入一家商鋪時，無需租借充電寶，店內的輸電裝置就能憑空讓你的手機開始充電。

如此科幻的運用場景，頓時引起了一眾讀者的興趣，《科學日報》的編輯又進一步闡述，這項技術已經被韓國的一個科研團隊所攻破。

而且，編輯在報道中，還附上了科研團隊負責人何津永，對該技術的介紹：

“以無線方式為裝置供電的能力可以消除為我們的手機或平板電腦供電時把電線移來移去的必要。它還可以為各種感測器供電，例如物聯網裝置中的感測器和用於監測製造廠生產過程的感測器。”

之後，另一家美國媒體《光學快訊》，也對此次研究表現出相當的興趣，並派遣媒體記者對科研團隊進行了新一輪採訪。

原來，該科研團隊所研發的遠端輸電系統，是依靠紅外線媒介來進行輸電的，研究人員還特地強調這是一種安全穩定，且能支援高功率的傳輸手段。

在最後的實驗中，科研人員完成了遠達30米的輸電實驗，讓目標手機成功充上了電，突破了原先各國的研究記錄，堪稱遠端輸電的新一輪突破，令人大受震撼。

不過，本次實驗的電功率僅有0。4瓦，與目前普遍的手機充電功率仍有差距，但科研人員表示，本次實驗主要是針對可行性和距離的測試，隨著後期科研的推進，電功率將會提高至可用水平。

除此之外，研究負責人何津永還進一步闡述了該系統的優勢：

“儘管大多數其他方法均要求接收裝置放在一個特殊的充電座內或處於靜止狀態，但分散式鐳射充電系統能夠在無需進行相關追蹤的情況下自動耦合，只要發射器和接收器處於彼此‘視線’內即可。如果一個物體或人阻擋‘視線’，系統還會自動轉向安全的低功率傳輸模式。”

何津永的介紹，簡單來說，就是該系統需要在充電器和被充電器上安裝一個紅外線裝置，以保證兩者能夠使用紅外線進行聯通。

但這種紅外線系統是散射的，只要充電器和被充電器處於同一空間，那充電就能繼續，若是紅外線被物體阻斷，那系統就會智慧地轉為低功率模式，以確保人體不會因此受到影響。

另外，在針對一些較為複雜的充電環境時，何津永表示：

“在接收器單元中，我們加入了一個球面透鏡後向反射器，以幫助發射器與接收器進行360度耦合，這使得電能傳輸效率最大化。我們在實驗中觀察到，該系統的整體效能依賴於球面透鏡的折射率，其中2。003的折射率最有效。”

這種球面透鏡的改裝，意味著充電器和被充電器的聯通，並不是呆板的一條線式接連，而是靈活且多連線式的銜接。

這也使得該系統，能夠適應各種複雜環境下的遠端輸電，進一步體現出該系統的高精尖效能。

遠端輸電：站在巨人肩膀的實驗

但值得一提的是，來自韓國世宗大學的何津永及其團隊，所研發的遠端輸電系統，並非是“前無古人後無來者”的專案。

早在2021年時，我國小米科技就已經實現了隔空充電。

根據當時所播放的影片資料，我們可以看出小米的隔空充電裝置稍顯龐大，類似於今日的空氣清淨機大小。

但裝置的龐大，也意味著功能的強大，只見該裝置能夠完成5米遠的裝置充電，而且還能同時連線數個裝置，堪稱居家充電的“神器”。

而與之相似的，還有俄羅斯一家名為“能源”的火箭航天公司做的一項遠端輸電實驗，他們利用鐳射為 1。5 公里以外的手機充電 1 小時。

又如2015 年時，微軟亞洲研究院也曾做過相關的光線充電實驗，儘管該實驗也取得成功，但最終因光線形成過於苛刻，而只能停留於實驗室研究中。

不過，無論是韓國團隊的紅外線輸電，還是小米的相控陣技術輸電，又或是微軟亞洲研究院的光線輸電，他們這些遠端輸電專案，其實都是站在一位巨人的肩膀上實現的，而這位巨人便就是特斯拉。

這個特斯拉並不是馬斯克所創立的公司，而是該公司名稱的由來————-生活在百年前的科學家尼古拉·特斯拉。

因為在1901年時，特斯拉就曾建造了一座大型高壓無線電站，他希望利用一種全球性的電磁共振，來完成遠距離輸電。

但最終因製造成本過高，而致使該實驗無疾而終，直至特斯拉逝世，這也就成為了歷史書上的一筆遺憾。

值得一提的是，在經典戰略遊戲《紅色警戒2》中，製作者還特別設計了一個名為“磁暴線圈”的電塔，在虛擬遊戲的背景下，致敬了特斯拉的這一嘗試和壯舉。

可虛擬遊戲終究不是現實，特斯拉所引領的這種遠端輸電，在現實生活中，除去為裝置充電外，還能有何作為呢？

遠端高壓電輸送：大有可為

針對這一問題，答案是肯定的，而且遠端輸電在現代背景下，可謂是大有可為。

因為，遠端輸電完全可以作用於高壓電的遠端輸送中。

以我國南方的高壓電輸送為例，許多高壓傳輸線路為了不影響城市和公路建設，大多都是建立在人跡罕至的高山之上。

這雖然保證了人民生活不受影響，但同時也加大了這些電塔的維護成本。

首先是電塔巡檢時，電力維護人員都要跋山涉水，增大了時間成本，如果遇到電塔故障，那維修物資的運輸，還會成為一大問題，令無數檢修人員倍感頭疼。

另外，這些電塔地處偏遠，這使得一旦發生故障，往往難以準確發現和定位，因為高山上的極端環境，經常會讓監控裝置失靈失效，加大了檢修的難度。

因此，若能實現遠端高壓電輸送，那不僅能讓電塔的選址“下沉”，還能使故障能更早、更準確地被發現。

雖然，這聽起來與我們有些遙遠，但令人震驚的是，其實我國很早以前，就已經開始了相關專案的研究。

在2016年時，武漢大學的一個科研團隊，就成功研製出高壓電的遠端傳輸裝置，還完成了一次長達3米的高壓輸送實驗。結果十分圓滿。

而該實驗的原理，就正是先前特斯拉未完成的磁共振式無線供電技術。

儘管，該裝置仍存在著耗損大、成本高的弱點，但相信在無數科學家的努力下，這一技術難關定然能被攻破，進而讓大眾享受到真正的無線供電技術。

參考資料

《美媒：紅外線輸電試驗獲得成功》————參考訊息

《是否可以實現電能的無線傳播》————-電工之家

《黑科技走出實驗室，小米首發隔空充電，五米範圍隔空充電》————-充電頭網

《隔空充電？當科幻電影成真》————-千家智慧家居網

《高壓電無線輸送成功執行 武大首創傳輸距離大於3米》————湖北日報