客观日本

名古屋大学和金泽工大合作开发微波无线供电基础技术

2020年10月09日 电子电气

名古屋大学和金泽工业大学9月23日宣布,开发出了利用微波向远程设备传输电力的“无线供电”基础技术——无线供电部件和装置。无线供电具有出色的便利性和节能性,除家电产品和小型无人机外,还有望应用于纯电动汽车(EV)等大型产品。两所大学计划与推进联合研究的其他大学、研究机构和企业合作,使能处理大功率的技术实现实用化。

非常近距离的无线供电已经在可以无线充电的智能手机等小型家电领域投入实用。如果能进一步利用微波实现远程供电,则无需再使用大容量电池,还有望应用于长时间飞行的无人机、移动型机器人和EV等大型产品,以及地区防灾传感器网络等社会系统。

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“无线供电”的实用化示意图(名古屋大学提供)

无线供电技术有多种方式,此次名古屋大学和金泽工业大学等研发的项目是,从供电装置向接收电力的设备发送相当于供电的微波,然后利用特殊的电子部件和装置将该微波有效转换为驱动电力的方式。名古屋大学主要负责开发电子部件,金泽工业大学主要负责开发装置。

名古屋大学未来材料与系统研究所的天野浩教授等人的研究团队着眼于电阻较小、能量损失较低,曾用于蓝色发光二极管的氮化镓。以此为材料,开发出了能将微波有效转换为电力的二极管“GaN整流元件”。经确认,与使用砷化镓的常规部件相比,这种电子部件能传输更多的电力。

天野教授与赤崎勇和中村修二曾因开发蓝色发光二极管,获得了2014年的诺贝尔物理学奖。

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名古屋大学的研究团队开发的“GaN整流元件”的概念图(名古屋大学提供)

金泽工业大学工学部电气电子工学科的伊东健治教授与坂井尚贵研究员等人组成的研究团队,开发出了将二极管直接连接到改变了形状的受电天线上,以接收微波并将其高效率转换为电力的装置“受电整流天线”。传输1W的微波电力时实现了92.8%的电力转换效率,这在该领域属于全球最高水平。

名古屋大学与金泽工业大学计划相互利用此次的成果,首先推进10W级无线供电的实用化,将来还要实现更大功率的无线供电。

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金泽工业大学开发的高效率“受电整流天线”示意图(金泽工业大学提供)

此次发布成果的研究项目是作为日本内阁府“战略性创新创造项目(SIP)”和“旨在应用于能量传输系统的基础技术”中的一环实施的。除名古屋大学和金泽工业大学外,名古屋工业大学、长冈技术科学大学、芝浦工业大学、产业技术综合研究所,以及三菱电机、富士电机、夏普、古河电气工业、大阪变压器、Pony电机等企业也以“产官学”研究团队的身份参与了该项目。

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“战略性创新创造项目(SIP)”和“旨在应用于能量传输系统的基础技术”系统图(图片由名古屋大学提供)

日语原文

日文: JST Science Portal 编辑部
中文:JST客观日本编辑部

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