Un modo pratico per ricaricare le batterie dei veicoli elettrici mentre sfrecciano su una strada, attraverso il magnetismo, è stato descritto o da un team di ricercatori di Stanford in un nuovo studio apparso su Nature Electronics.
Il concept prevede che strade opportunamente modificate possono ricaricare le batterie di veicoli e auto mentre queste sono in transito sopra di esse. La tecnologia è la stessa che vede la ricarica in modalità wireless degli smartphone solo che in questo caso lo smartphone deve essere fermo.
La stessa tecnologia potrebbe rivelarsi utile per ricaricare, sempre in modalità wireless, anche le batterie di robot e droni mentre si muovono e si spostano, cosa che eliminerebbe i tempi vuoti di inattività e alzerebbe il loro livello di produttività al massimo.
La tecnologia vede la trasmissione dell’elettricità tramite un campo magnetico che oscilla ad una determinata frequenza. Il campo magnetico crea una vibrazione nelle bobine magnetiche poste sul dispositivo ricevente, ad esempio nel veicolo elettrico.
Il problema principale di un sistema del genere, il cui concept è stato teorizzato già da diversi anni, sta nel fatto che la frequenza di risonanza può cambiare anche se la distanza tra la sorgente e il ricevitore cambia di pochissimo.
Per superare questo ostacolo i ricercatori hanno creato un sistema wireless e può trasmettere l’elettricità anche se la distanza tra i due cambia.
Il tutto grazie ad un amplificatore e ad un resistore di retroazione che regolano automaticamente la frequenza al variare della distanza. Inizialmente questo stesso sistema non era molto pratico: l’amplificatore utilizza troppa elettricità, così tanto che alla fine sistema poteva trasmettere solo il 10% della potenza elettrica che fluiva attraverso il sistema.
I ricercatori, a quanto spiegano nel loro nuovo studio, hanno però aumentato questo livello di efficienza della trasmissione wireless dell’energia elettrica fino al 92%.
Lo hanno fatto, come spiega Sid Assawaworrarit, uno studente laureato nel laboratorio dell’ingegnere elettrico Stanhui Fan di Stanford, utilizzando un amplificatore “switch mode” che risulta molto più efficiente.
Alla fine hanno creato uno prototipo che trasmette in modalità wireless 10 W di elettricità fino ad una distanza di 60-90 cm.
Gli stessi ricercatori si ripromettono, però, di aggiornare il dispositivo affinché possa trasmettere decine o anche centinaia di kilowatt, il quantitativo di cui avrebbe bisogno un’automobile.
La stessa trasmissione wireless dell’energia impiega solo pochi millisecondi, abbastanza da ricaricare la batteria di un’auto in movimento a 110 km/h che attraversa una zona di ricarica sul manto stradale lunga 120 cm.
Approfondimenti
- Robust and efficient wireless power transfer using a switch-mode implementation of a nonlinear parity–time symmetric circuit | Nature Electronics (IA) (DOI: 10.1038/s41928-020-0399-7)
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