Het ideale huis van Katie Hall heeft geen stopcontacten, maar de structuur die ze voor ogen heeft, zal worden uitgerust met dezelfde soorten apparaten als in zowat elke moderne woning. Het enige verschil? De elektronica - zoals breedbeeld-tv's, koelkasten, computers en verlichting - wordt allemaal aangedreven door energie die draadloos wordt overgedragen vanuit de muur.
Het is een toekomstvisie die niet zo vergezocht is als het lijkt, vooral als je je dat realiseert de technologie bestaat al. Het was precies rond het begin van de 20e eeuw dat invloedrijke uitvinder en Thomas Edison rivaal Nikola Tesla probeerde zijn werk toe te passen op wisselstroom om een toren te bouwen die draadloze stroom zou sturen naar verre locaties zoals woningen en bedrijven.
Hoewel de plannen voor die structuur werden geschrapt nadat investeerders de stekker uit de financiering trokken, een startup genaamd WiTricity, waar Hall dient zoals Chief Technology Officer, hoopt te extrapoleren van die visie door een nieuwe technologie te ontwikkelen waarmee we eindelijk alle stekkers kunnen afschaffen.
Tot nu toe heeft het bedrijf het gebruikt innovatieve oplaadpad om bekende consumentenproducten op te laden. Om te kunnen werken, moet een televisie bijvoorbeeld of een iPhone zijn uitgerust met een ontvanger. Voor de telefoon heeft WiTricity een speciaal hoesje ontworpen, onthuld op de Consumer Electronics Show van dit jaar, dat synchroon loopt met het laadstation. De behuizing is aangetoond in tests om stroom te leveren met tweemaal de snelheid van de standaard 5-watt lader van de smartphone.
Om te demonstreren hoe de technologie werkt, heeft het bedrijf een video uitgebracht die laat zien hoe een gebruiker het oplaadpad onder zijn of haar bureau kon aansluiten, aangesloten. Na het schuiven van een iPhone in in het geval van WiTricity begint het apparaat laad draadloos op via de tafel. De telefoon begint op te laden wanneer deze ergens binnen het bereik van 7 voet van de stroombron wordt geplaatst, volgens de video; meerdere apparaten kunnen ook worden opgeladen met behulp van een enkele "basislader".
Op een dag, gelooft het bedrijf, zal bijna alle consumentenelektronica in veel gevallen met draadloze stroommogelijkheden komen op dezelfde manier het meest mobiele apparaten hebben tegenwoordig geïntegreerde Bluetooth- en andere draadloze verbindingsmogelijkheden. WiTricity heeft al verschillende samenwerkingsverbanden met bedrijven die de technologie gebruiken om nieuwe producten te ontwikkelen.
In zekere zin is de "resonant inductieve koppeling" -technologie van de WiTricity vergelijkbaar met wat in elektronische tandenborstels wordt gebruikt. Om een magnetisch veld te genereren, gaan alternerende elektrische stromen door een ijzeren spoel die zich in de stroombron van de tandenborstel bevindt. Wanneer dit veld in contact komt met een andere spoel, ingebouwd in de tandenborstel, wekt het een stroom op om het apparaat van stroom te voorzien. Maar deze opstelling, hoewel draadloos, wordt beperkt door het feit dat de magnetische velden relatief klein zijn. Als u deze methode gebruikt, moeten huishoudelijke apparaten in een nauwkeurige positie worden geplaatst en in de onmiddellijke nabijheid van de stroombron wanneer ze worden opgeladen.
Resonerende inductieve koppeling is veel veelzijdiger. Met deze methode heeft de inductieve spoel in de stroombron platte, cirkelvormige metalen platen die aan elk uiteinde zijn bevestigd. Deze "condensatorplaten", zoals ze zijn genoemd, op een kleine afstand van elkaar staan, waardoor de spoel "resoneert" terwijl er stromen doorheen stromen. Het idee is dat een magnetisch veld dat door resonantie wordt uitgezonden langere afstanden kan afleggen en meer energie kan overbrengen efficiënt dan conventioneel draadloos opladen zolang een ander object (in dit geval een spoel in de ontvanger) resoneert met ongeveer dezelfde frequentie.
In 2007 heeft een team van onderzoekers van MIT het potentieel van een dergelijk systeem aangetoond in een experiment. Ze waren in staat om een resonator of stroombron te gebruiken om een 60-watt gloeilamp aan te zetten die ongeveer zeven voet verwijderd was. De resultaten werden gedetailleerd beschreven in het tijdschrift Science .
Kort daarna creëerde de uitvinder, MIT natuurkunde professor Marin Soljačić, WiTricity om de technologie verder te ontwikkelen en op de markt te brengen. Zijn ontwikkelingsteam, gevestigd in Boston, onderzoekt manieren om het bereik en de efficiëntie van de technologie te verbeteren, omdat de componenten - zoals de spoel en resonator - worden verkleind om in kleinere, mobiele gadgets te passen. (Ze hebben gevonden dat grotere spoelen over het algemeen betere efficiëntie bieden over grotere afstanden).
"Onze belangrijkste concurrenten zijn in feite een draad en een stopcontact, " zegt Hall. "Dus om [de technologie] efficiënt genoeg te krijgen om praktisch te zijn, werken we aan verbeteringen zoals het integreren van sensoren die, afhankelijk van of een apparaat zich in bereik, detecteert automatisch wanneer het veld moet worden in- of uitgeschakeld, zodat het geen energie verspilt. "
Hoewel het idee om energie door een aanrecht te leiden, bijvoorbeeld om een broodrooster te laten draaien, zeker een aantal wenkbrauwen in de gezondheid teweegbrengt, beweert Hall dat het systeem dat ze hebben gemaakt net zo veilig is als andere vormen van energietransmissie, zoals WiFi-signalen die binnenkomen van een router.
"De energie die uit de bron steekt, is eigenlijk geen elektriciteit", legt ze uit. "We brengen eigenlijk een magnetisch veld in de lucht dat niet-stralend is en geen invloed op ons heeft."
Hall zegt dat zij en haar team de technologie zodanig hebben geoptimaliseerd dat deze meer kan omzetten dan 95 procent van de energie van het magnetische veld in elektriciteit, genoeg om een mobiele telefoon sneller opnieuw sap te geven dan met een conventionele lader.
De technologie heeft echter zijn sceptici. Oprichter van Ambient Devices, David Rose, zegt dat er veel onzekerheid bestaat over de langdurige acceptatie van draadloze stroomvoorziening, omdat hiervoor de ondersteuning van de belangrijkste spelers in de industrie nodig is.
"Het zal heel Toyota nodig hebben om al hun volgende generatie elektrische auto's te doen, en Mercedes en Audi en alle anderen zodat de meeste mensen er een in hun garage willen hebben, " vertelde Rose WGBH News . "En er is ook een grote speler voor consumentenelektronica nodig, zoals Samsung of Apple en Starbucks en plaatsen waar mensen naartoe gaan, om dit breed geaccepteerd te krijgen. Dat is een enorme strijd die het bedrijf tegemoet gaat voor een grote systeembrede verandering."
Dus waar zullen consumenten in de toekomst draadloos over lange afstanden zien? Het bedrijf heeft onlangs zijn technologie in licentie gegeven aan Toyota, dat van plan is om draadloos opladen toe te voegen aan zijn komende lijn van elektrische en hybride voertuigen volgens Hall. WiTricity heeft ook interesse en financiële steun gekregen van de Taiwanese fabrikant van mobiele elektronica Foxconn en chipmaker Intel.
"Het zal hoogstwaarschijnlijk commercieel beginnen te worden als een functie die is verpakt in de kosten van het kopen van een auto of apparaat, " zegt Hall. "Maar naarmate de technologie alomtegenwoordiger wordt, kunnen bedrijven ze beginnen installeren [draadloos opladen] in muren en vloeren en uiteindelijk zullen bijna alle gebouwen geen stopcontacten meer hebben. Ik bedoel, stel je dat eens voor. '
