Ученые испытали комнату для зарядки гаджетов по воздуху. Она позволяет пополнять аккумуляторы любых электронных устройств без проводов

Что произошло

Группа исследователей из Токийского и Мичиганского университетов разработала метод передачи энергии по воздуху. На его основе была создана специальная комната, где можно заряжать смартфоны без проводов.

• «Зарядная комната» представляет собой помещение площадью 3х3х2 м. В ее стенах установлены конденсаторы, создающие трехмерное магнитное поле, которое улавливается приемниками гаджетов с функцией беспроводной зарядки. Заявленная мощность составляет 50 Вт.
• Электронные устройства могут находиться в любом месте и в любом положении в комнате без потери функции заряда даже в движении.
• Разработчики заявляют, что комната безопасна для человека. По их словам, магнитные поля не настолько мощные, чтобы причинить вред здоровью.

Контекст

Использование современных проводных зарядок накладывает определенные ограничения на перемещение пользователя. Кроме того, в нужный момент рядом может просто не оказаться розетки. В связи с этим производители активно включились в разработку беспроводных зарядных устройств. 

• Популярностью пользуется способ зарядки устройств Qi-стандарта. Но он обеспечивает индукционную передачу энергии на небольшое расстояние — до 4 см. Таким образом, пользователь не получает свободу передвижения.
• В начале 2021 года Xiaomi представила новую технологию зарядки Mi Air Charge, которая позволяет заряжать несколько устройств одновременно без кабелей или подставки для беспроводной зарядки.

• Прибор имеет пять фазовых антенн, которые определяют местоположение смартфона в комнате, и 144 антенны, которые передают миллиметровые волны. Эти волны преобразуются в электрическую энергию, которая заряжает устройство.
• Одновременно заряжаться могут несколько устройств при максимальной мощности 5 Вт на каждое из них.
• В будущем планируется заряжать с помощью Mi Air Charge носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры, а также другие небольшие устройства, например колонки. Дата старта продаж не называется.
• Компания Apple пошла другим путем и представила аккумулятор-магнит для iPhone 12 — MagSafe Battery Pack. Встроенные магниты фиксируют аккумулятор на задней панели смартфона и позволяют заряжать смартфон на ходу.

Почему это важно

Средний срок службы батареи современного телефона составляет 2–3 года, или около 300–500 циклов зарядки. После этого емкость аккумулятора падает примерно на 20% и он нуждается в более частой подзарядке.

• Обычно анод батарейной ячейки состоит из графита — из-за свойств этого материала современные аккумуляторы уже достигли предела по соотношению компактности и емкости аккумулятора. Разработчики разными способами пытаются решить эту проблему.
• В 2019 году Xiaomi представила концепт смартфона Mi MIX Alpha, который практически целиком состоял из экрана. AMOLED-дисплей потреблял много энергии, поэтому компания решила использовать для батареи кремниевый анод, как в некоторых аккумуляторах для электромобилей. Однако смартфон так и не поступил в продажу.

• В 2021 году Xiaomi представила новый флагманский смартфон Mi 11 Ultra. При производстве аккумуляторов для него был использован оксид кремния. По словам производителя, это дает большую емкость батареи, сохраняя при этом ее компактность.

Тенденция

По мнению аналитиков, на фоне расширения индустрии Интернета вещей и увеличения количества устройств рынок беспроводной зарядки будет постоянно расти и к 2027 году, по разным прогнозам, достигнет $35–40 млрд.

• Смартфоны с функцией беспроводной зарядки выпускают большинство крупных игроков на рынке, в том числе Samsung, Apple и Xiaomi.
• Ожидается, что к концу 2021 года технологией будут оборудованы около миллиарда мобильных устройств, а к 2026-му — 2,2 млрд.
• На сегодняшний день почти половина смартфонов с функцией беспроводной зарядки приходится на Азиатско-Тихоокеанский регион. На долю Северной Америки — 21%, а на Западную Европу всего около 16%.