Беспроводная зарядка мощной техники делает первые шаги

Бесконтактная передача энергии уже прочно устоялась как ключевая технология зарядки небольших устройств, таких как мобильные телефоны и электрические зубные щетки. Однако для более крупных электрических машин, таких как промышленные роботы, медицинское оборудование и электромобили, системы бесконтактной передачи киловаттного диапазона и выше получаются слишком большими и тяжелыми, поскольку основаны на медных катушках.

Работая в исследовательском партнёрстве с фирмой Würth Elektronik eiSos и специалистом по сверхпроводящим покрытиям, Theva Dünnschichttechnik, физики из Технического университета Мюнхена (TUM) смогли создать катушку со сверхпроводящими проводами, способную обеспечивать мощность бесконтактной передачи более 5 кВт без существенных потерь энергии.

Для этого исследователям сначала пришлось найти способ снижения потерь переменного тока в сверхпроводниках. В противном случае температура поверхности проводов повышается, разрушая сверхпроводимость. Была разработана специальная конструкция катушки, в которой обмотки отделены друг от друга прокладками. «Этот приём значительно снижает потери переменного тока», — говорит один из руководителей проекта, Кристоф Утшик (Christoph Utschick).

Расстояние между отдельными обмотками было оптимизировано с помощью аналитического и численного моделирования. Основная идея заключалась в том, чтобы добиться минимально возможного сопротивления переменному току в пределах минимально возможного пространства между обмотками.

Однако на пути широкого применения системы всё ещё остаётся серьёзное препятствие. Катушки требуют постоянного охлаждения жидким азотом, а используемые радиаторы не могут быть сделаны из металла, поскольку тот нагревается в магнитном поле.

Нужных криостатов пока не существует на рынке, но если они будут созданы, учёные предвидят множество очень интересных приложений мощной бесконтактной энергопередачи, например, гоночные электромобили, которые можно подзаряжать динамически на гоночной трассе, а также автономный электрический самолет.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI