Un nou sistema de transmissió d’energia elèctrica permetria carregar dispositius mòbils a distància

10/05/2016

La càrrega sense fils dels dispositius mòbils és, probablement, una de les fites tecnològiques més desitjades. Actualment ja existeixen aparells que permeten la càrrega sense fils tot situant el dispositiu mòbil sobre una base de càrrega. El següent pas, carregar el mòbil sense haver-lo de treure de la butxaca, encara està per assolir.

Un equip d’investigadors del Departament de Física de la Universitat Autònoma de Barcelona ha desenvolupat un sistema capaç de transferir l’energia elèctrica entre dos circuits separats l’un de l’altre amb molta eficiència mitjançantl’us de metamaterials. Es tracta d’un sistema en fase experimental que, en cas d’optimitzar-se i aplicar-se a la càrrega de dispositius mòbils, permetria la desitjada càrrega sense fils a distàncies més grans que les actuals.

Els dispositius de càrrega sense fils actuals aprofiten el fenomen de la inducció per carregar els mòbils mitjançant una carcassa especial adaptada al mòbil i una base de càrrega endollada a la xarxa elèctrica. Quan es col·loca el mòbil sobre la base, aquesta genera un camp magnètic que indueix un corrent elèctric en la carcassa, sense necessitat d’utilitzar cap cable, i es carrega la bateria. Si el mòbil se separa de la base, l’energia no es transmet amb prou eficiència i la bateria no es pot carregar.

El sistema desenvolupat pels investigadors de la UAB supera aquesta limitació. Està format per metamaterials que combinen capes de materials ferromagnètics, com els imants, i de materials conductors, com el coure. Els metamaterials envolten els circuits emissor i receptor i permeten transferir l’energia entre ells, a distància i amb una eficiència sense precedents.
Amb l’ús de les corones de metamaterials els investigadors han aconseguit incrementar l’eficiència de la transmissió fins a 35 vegades al laboratori, “i encara hi ha molt marge de millora, ja quela teoria ens indica quel’eficiència es pot incrementar força més si s’optimitzen les condicions i es perfecciona el disseny de l’experiment” explica Àlvar Sánchez, director de la recerca.

“Envoltar els dos circuits amb les corones de metamaterials té el mateix efecte que si els apropéssim entre ells, com si l'espai entre ells s'hagués literalment escurçat”, afirma Jordi Prat, primer signant de l’article.

A més, els materials necessaris per construir els metamaterials són molt assequibles, com coure i ferrites. Els primers experiments que es van realitzar en aquesta direcció, per concentrar camps magnètics estàtics, requerien l’ús de materials superconductors, inabastables per a un ús quotidià amb dispositius mòbils. “En canvi, en el cas de les ones electromagnètiques de baixa freqüència, les que utilitzem per transferir energia d’un circuit a l’altre, només calen conductors i imants convencionals”, explica Carles Navau.

En la recerca, publicada aquesta setmana aAdvanced Materials, han participat els investigadors del Grup d’Electromagnetisme del Departament de Física de la UAB Àlvar Sánchez -també investigador ICREA Acadèmia- i Carles Navau, juntament amb Jordi Prat, actualment a l’Institut d’Òptica Quàntica i Informació Quàntica de l’Acadèmia Austríaca de Ciències a Innsbruck (Àustria).

El dispositiu ha estat patentat per la UAB i ja hi ha empreses de diversos païssos interessades en aplicar la tecnologia. La recerca ha estat finançada per un projecte PRODUCTE de la Generalitat de Catalunya, per FEDER i pel Ministerio de Economía y Competitividad espanyol.