O carregamento sem fio já é uma realidade (em smartphones, por exemplo), mas os cientistas estão trabalhando no próximo nível dessa tecnologia que pode fornecer energia a distâncias maiores e mover objetos, como carros.
Imagine navegar pela estrada enquanto seu veículo elétrico é carregado ou ter um robô que não perde a bateria enquanto se move pelo chão de fábrica. Esse é o tipo de potencial por trás da tecnologia recentemente desenvolvida por uma equipe da Universidade de Stanford.
Os mesmos pesquisadores lançaram a tecnologia pela primeira vez em 2017. Agora ela se tornou mais eficiente, mais poderosa e mais prática – para que, em breve, possa sair do laboratório.
“Este é um passo significativo para um sistema prático e eficiente de recarga sem fio de automóveis e robôs, mesmo quando eles estão se movendo em alta velocidade”, diz o engenheiro eletricista Shanhui Fan.
“Teríamos que aumentar o poder de recarregar um carro em movimento, mas não acho que isso seja um obstáculo sério. Para recarregar robôs, já estamos dentro do alcance da utilidade prática”.
A transferência de eletricidade sem fio depende da geração de campos magnéticos oscilantes que podem fazer com que os elétrons de um condutor também oscilem em uma frequência específica. No entanto, essa frequência é facilmente alterada se o dispositivo estiver em movimento. Seu smartphone precisa estar perfeitamente parado no tapete de carregamento, por exemplo.
O que os cientistas de Stanford fizeram em 2017 foi a criação de um loop de amplificador e resistor de feedback que poderia alterar a frequência de operação à medida que o dispositivo receptor se movia. Naquele estágio, apenas 10% da energia que passava pelo sistema era transmitida.
Agora, eles têm até 92%. Esse enorme aumento na eficiência se resume a um novo amplificador ‘switch mode’ – uma solução mais precisa, mas muito mais complexa, e é por isso que a equipe levou mais três anos para desenvolvê-la a um nível satisfatório.
A ideia básica é a mesma de 2017: ajustar a frequência de ressonância do carregador à medida que o dispositivo se move. No momento, o sistema pode transmitir 10W de energia a uma distância de até 65 centímetros, mas os pesquisadores dizem que não há razão para que não possa ser rapidamente ampliado.
Um carro elétrico precisaria de centenas de quilowatts para carregá-lo, mas o sistema descrito aqui é rápido o suficiente para fornecê-lo, se fosse construído na superfície da estrada, por exemplo. A única limitação seria a rapidez com que as baterias do carro pudessem absorver a energia à medida que o veículo passava.
Outros usos potenciais são robôs que podem ser carregados com almofadas no chão dos ambientes em que operam ou drones que podem passar sobre as superfícies do telhado durante suas viagens para permanecer carregados. Haveria menos necessidade de retornar à base para recarregar, e os robôs e drones nem precisariam parar.
Isso ainda está longe, principalmente porque a tecnologia continua cara de implementar. Agora já está disponível, pelo menos em protótipo, e os cientistas dizem que tudo funciona dentro de frequências que não representam perigo para a saúde humana.
Ser capaz de transmitir não apenas eletricidade sem fio, mas também transmiti-la a um dispositivo móvel, pode revolucionar a maneira como nossos aparelhos funcionam e a maneira como viajamos.
“Para aproveitar todos os benefícios do fornecimento de energia sem fio, é importante desenvolver um esquema eficiente e robusto capaz de fornecer energia a um dispositivo em movimento”, escrevem os pesquisadores em seu artigo.
A pesquisa foi publicada na Nature Electronics.
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