वर्तमान वायरलेस चार्जिंग पैड मुख्य रूप से शॉर्ट-रेंज इंडक्शन का उपयोग करते हैं और बहुत कुशल होते हैं, लेकिन वे केवल चार्ज किए जा रहे डिवाइस के करीब ही चार्ज कर सकते हैं। अब नए शोध से पता चलता है कि लूप एंटेना की विकिरण दमन क्षमताओं का उपयोग करके, न केवल 80% से अधिक दक्षता के साथ अधिक दूरी पर उपकरणों को चार्ज करना संभव है, बल्कि विभिन्न दिशाओं में भी, मोबाइल गैजेट से लेकर बायोमेडिकल प्रत्यारोपण तक के उपकरणों के लिए उपयुक्त वायरलेस पावर ट्रांसफर के एक नए युग का मार्ग प्रशस्त होता है।
कुशल लंबी दूरी के वायरलेस पावर ट्रांसमिशन के लिए विकिरण हानि पर विचार करना महत्वपूर्ण है। आल्टो विश्वविद्यालय के इंजीनियरों ने लंबी दूरी पर वायरलेस चार्जिंग का एक बेहतर तरीका विकसित किया है। संचारण और प्राप्त एंटेना के बीच परस्पर क्रिया को बढ़ाकर और "विकिरण दमन" की घटना का फायदा उठाकर, वे पारंपरिक आगमनात्मक तरीकों से परे वायरलेस पावर ट्रांसफर की हमारी सैद्धांतिक समझ को गहरा करते हैं, जो इस क्षेत्र में एक बड़ी प्रगति है।
कम दूरी की चार्जिंग, जैसे इंडक्शन पैड के माध्यम से चार्ज करना, जो विद्युत ऊर्जा संचारित करने के लिए निकट-क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है, बहुत कुशल है, लेकिन जब दूरी लंबी होती है, तो दक्षता तेजी से गिर जाती है। नए शोध से पता चलता है कि विद्युत ऊर्जा भेजने और प्राप्त करने वाले लूप एंटीना के विकिरण प्रतिबाधा को दबाकर इस उच्च दक्षता को लंबी दूरी पर बनाए रखा जा सकता है।
दो लूप एंटेना (त्रिज्या: 3.6 सेमी) 18 सेमी की दूरी पर एक दूसरे तक शक्ति संचारित कर सकते हैं। छवि स्रोत: नमहा-वान/आल्टोयूनिवर्सिटी
इससे पहले, प्रयोगशाला ने एक सर्वदिशात्मक वायरलेस चार्जिंग प्रणाली विकसित की थी जो किसी भी दिशा में उपकरणों को चार्ज कर सकती है। अब, उन्होंने इस काम को वायरलेस चार्जिंग डायनेमिक्स के एक नए सिद्धांत के साथ बढ़ाया है जो निकट (गैर-विकिरणकारी) और लंबी दूरी (विकिरणात्मक) पर दूरी और स्थितियों को अधिक बारीकी से देखता है। विशेष रूप से, उन्होंने दिखाया कि सैकड़ों मेगाहर्ट्ज़ रेंज में इष्टतम आवृत्तियों का उपयोग करके, एंटीना के आकार से लगभग पांच गुना दूरी पर 80% से अधिक की उच्च संचरण क्षमता प्राप्त की जा सकती है।
"हम विकिरण हानि के साथ प्रभावी संचरण शक्ति को संतुलित करना चाहते थे, जो हमेशा लंबी दूरी पर होती है," आल्टो विश्वविद्यालय के पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता, पहले लेखक नाम हा-वान ने कहा। "यह पता चला है कि जब लूप एंटीना में धाराओं के समान आयाम और विपरीत चरण होते हैं, तो हम विकिरण हानि को रद्द कर सकते हैं, जिससे दक्षता बढ़ जाती है।"
शोधकर्ताओं ने एक ऐसी विधि बनाई है जो किसी भी वायरलेस पावर ट्रांसमिशन सिस्टम के गणितीय या प्रयोगात्मक विश्लेषण की अनुमति देती है। यह छोटी और लंबी दूरी पर विद्युत पारेषण दक्षता का अधिक संपूर्ण मूल्यांकन करने की अनुमति देता है जो पहले संभव नहीं था। फिर उन्होंने परीक्षण किया कि चार्जिंग दो लूप एंटेना के बीच कैसे काम करती है (आंकड़ा देखें) जो उनके आकार के सापेक्ष काफी दूर हैं, विकिरण दमन को उस तंत्र के रूप में पहचानते हैं जो ट्रांसमिशन दक्षता में सुधार करने में मदद करता है।
हा-वान ने कहा, "यह सब निकट और लंबी दूरी दोनों में वायरलेस पावर ट्रांसफर के लिए सबसे अच्छा सेटअप ढूंढने के बारे में है।" "अपनी पद्धति से, अब हम उच्च दक्षता बनाए रखते हुए पारंपरिक वायरलेस चार्जिंग सिस्टम से परे ट्रांसमिशन रेंज का विस्तार कर सकते हैं। वायरलेस पावर ट्रांसफर न केवल फोन और गैजेट्स के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि सीमित बैटरी क्षमता वाले बायोमेडिकल प्रत्यारोपण भी इससे लाभान्वित हो सकते हैं। हा-वान और सहकर्मियों का शोध मानव ऊतक जैसी बाधाओं को भी ध्यान में रख सकता है जो चार्जिंग में बाधा बन सकती हैं।"