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共振線圈引發磁場 可輸送電力數十米
科幻片中的「隔空供電」不再是空中樓閣。香港大學電機電子工程系團隊,近日成功研製出新世代的無線電力傳送「骨牌」系統(Domino-Resonator system),大幅提升無線供電距離及效能。舊有的無線傳電技術,須要把電子產品緊貼至供電處才能取電,甚為麻煩;但「骨牌」採用物理電磁學的「共振頻率(Resonance frequency)」原理,以一連串的「共振線圈」,可以把電力傳送至數米以至數十米以外,毋須實體電纜便可隔空供電,連牆壁也阻擋不了。
有關「骨牌」系統由逆變器及「共振線圈」組成,前者負責供電及調整供電頻率,後者傳送電力。根據電磁學的「共振頻率」原理,當電流通過第一組「共振線圈」便引發磁場,這個磁場其後激發第二組「共振線圈」產生電流,再引發第三組線圈的磁場,如此類推;以「電流→磁場→電流」的形式,把電力傳送出去。而「骨牌」可組成不同形狀,如直線形、圓形,甚至分叉成「Y形」排列,提高電力傳送路徑的靈活性。
百年前提出 傳電僅數十厘米
領導研究團隊的港大黃乾亨黃乾利基金教授(電機工程)許樹源及助理教授李志群表示,利用線圈隔空傳電,早於100年前已由著名科學家Nicola Tesla率先提出,但傳電距離最遠只達數十厘米,是這項技術的最大樽頸位。團隊成員一直有研究隔空無線傳電,直至兩年前因「共振線圈」理論而靈機一動,並循此方向構思上述「骨牌」設計。
許樹源和李志群表示,「骨牌」系統應用層面廣泛。例如水底工作需要供電,接駁用的傳統電纜即使作防水加工,仍有可能滲漏,既浪費資源又不確保安全;但用上「隔空供電」技術,則可避免以上問題。他們又指,未來家居可以變成「叉電屋」,「只要家中有足夠大的線圈,各電器又連接上接收器,它們就可24小時全天候充電。」
全球首創 技術可用於醫療
港大的「骨牌」系統屬全球首創,並獲創新科技署96萬元資助,上月團隊更於業內最權威的國際電機及電子工程師學會(IEEE)電力電子期刊發表相關的學術論文。許樹源指,有關技術仍遠未成熟,計劃未來結合「超導體(superconductivity)」技術,以液態氮的低溫減低線圈中的電阻,並提升其傳電效率,預計最快6個月後有初步結果。他又稱,「共振線圈」亦可製作成幼長導管,透過微創手術以共振原理針對癌細胞加熱並將其殺死,但卻不影響正常細胞,技術於醫療層面亦能應用。
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