Punjenje kućnih elektroničkih naprava bez kabla?

Odnosno, hoće li biti moguća komercijalizacija bežičnog prijenosa energije? Najnovije istraživanje u području rezonancije što ga je proveo tim stručnjaka glasovitog MIT-a pod vodstvom Hrvata, prof. dr. Marina Soljačića, pokazalo je da je bežičnim putem na udaljenosti od 2 do 2,5 metra moguće napuniti žarulju sa 60W uz efikasnost od c.45%. O tom novom postignuću u području fizike i tehnologije, kao i o njegovom moguće štetnom djelovanju na čovjeka i okolne sustave, s Marinom Soljačićem razgovarala je Dejana Marunović.

Što ste Vi to napravili i što je WiTricity?

Naš cilj u ovom projektu bio je pokazati da li je moguće bežičnim putem prenijeti energiju koja se onda kasnije može koristiti za pokretanje autonomnih elektroničnih naprava kao što je, recimo, laptop, ili mobitel, ili CD-player. Ono što smo pokazali u eksperimentu je da možemo prenijeti oko 60W energije na udaljenosti oko 2-2,5m. Naš cilj je bio da pokažemo da možemo prenijeti energiju na udaljenosti veličine sobe, unutar par metara. Htjeli smo prenijeti i količine snage koje su komparabilne snagama koje su potrebne za laptop. Vaš laptop, za usporedbu, treba negdje oko 30 do 40W. I htjeli smo, naravno, da efikasnost prijenosa, što je jedan od najbitnijih aspekata, bude čim je veća moguća. Što smo pokazali do sad je efikasnost oko 45%.

Dakle, fizikalni model kojim se služite bazira se na rezonanciji. Bežični prijenos energije bio je poznat i prije i to putem radijacije koja se nije pokazala tako učinkovitom kao rezonancija.

Da. Tako je. Različiti načini prijenosa energije poznati su desetljećima, ako ne čak i preko stoljeća. I najpoznatiji bežični prijenos energije je radijacija. Na primjer, kada vaša radiostanica emitira u zrak radiovalove koje onda kasnije čuju vaši slušatelji. To je isto bežični prijenos energije. Ali, poanta je da taj način prijenosa energije nije efikasan zato jer se ogromna količina energije gubi na okolni prostor.

Što bi se moglo dogoditi ako bi se pod utjecajem drugih sustava koji se nalaze u okolici promijenila frekvencija prijemnog objekta. Cijeli taj sustav ne bi se više mogao održati ili? Da li uopće može doći do toga da se frekvencija prijemnog objekta promijeni, odnosno da se sruši cijeli sustav?

Jako je bitno da izvor i naprava koja se napaja budu na istoj rezonantnoj frekvenciji. Sad se postavlja pitanje, dobro, šta ako se nekako slučajno poremeti ta rezonantna frekvencija. I naravno, da se to osigura u svaku spravu se postavi nešto što se zove feedback system koji onda podesi geometriju objekta tako da ga vrati na rezonantnu frekvenciju.

Spomenuli ste geometriju. Da li geometrija pretpostavlja da dva objekta koja trebaju međusobno rezonirati trebaju stajati u jednom specifičnom položaju jedan u odnosu na drugi u prostoru?

Ne. Naš sistem je prilično omnidirekcionalan što znači da bez obzira gdje ste u prostoru i kako je orijentirana vaša sprava ona će primati energiju. Postoji još jedan način da se energija bežično prenosi. Laser. Kada pritisnete laser on prenosi energiju iz jedne točke do druge točke. Ali, problem tog bežičnog prijenosa energije je prvo, što linija izmedu izvora energije i sprave koju napajate mora biti nepekidna što znači da ništa ne smije preći preko putanje lasera jer bi time prijenos energije bio zaustavljen, a drugo, ako se prenosi velika količina energijem to bi moglo biti vrlo opasno za osobu koja je prekinula taj prijenos energije. A drugo je, što takav sistem zahtijeva jest neprekidno mehaničko praćenje, znači, recimo, ako mičete laptop po sobi onda onaj izvor energije mora neprekidno micati laser da osigura da je laser uvijek usmjeren na napravu koju napajate. To je jedan primjer ekstremnog slučaja kad je jako važan relativni geometrijski odnos izvora i naprave koju napajate. U našem sistemu to nije slucaj. Dok god je naprava koju napajate unutar dovoljne blizine izvoru energije, onda nije bitno gdje je točno u prostoru i kako je orijentirana.

Pročitat ću Vam kako se oglasio jedan hrvatski, pretpostavljam, fizičar, pretpostavljam, znanstvenik. Anonimno je i pojavilo se na forumu portal.connect.znanost.org. Vezano za recenzente vašega rada u časopisu 'Science' kaže slijedeće: 'Nema ni riječi o učinkovitosti kada se zavojnica sa žaruljom zakrene za 90 stupnjeva oko, recimo, okomite osi. Prešućuje se činjenica da su osi zavojnica precizno "upucane" jedna na drugu.' Kako komentirate to?

Ja to komentiram tako da dotični gospodin nije pročitao naš članak.

Kada govorite o efikasnosti rezonantnog sustava i to navodite kao jednu od elementarnih razlika spram radioaktivnih sustava, da li mislite na efikasnost modela samog po sebi ili i na potenacijalno možda negativne učinke koje bi jedan takav sustav mogao proizvesti prema van?

Da, to su dva najbitnija pitanja. Prvo pitanje je efikasnost, a drugo pitanje je koliko je to sigurno za uporabu što se tiče utjecaja na ljude i životinje. Ono što možemo reći je da naš sistem može biti dizajniran tako da funkcionira ispod onog što se smatra za sigurne nivoe magnetskih elektricnih polja tih frekvencija. Bitno je reći kako su ti standardi uspostavljeni. Svaka država uspostavlja vlastite standarde i obično ih bazira na istraživanjima koja ne provodimo mi. Mi se ne bavimo istraživanjem fizioloških utjecaja radijacije na ljude nego postoji puno istražitelja koji se bave tom vrstom istraživanja. I na osnovu njihovog rezultata onda vlade svake zemlje donose sigurnosne regulative. I što mi vjerujemo jest da ovaj naš sistem može biti dizajniran da je ispod tih nivoa. To je ono što znamo za sada.

Rezonantni sustav ne djeluje na druge sustave.

Jako malo djeluje. To je upravo točno.

Promjenjivo magnetsko polje koje se javlja u jednom ovakvom sustavu već samo po sebi stvara vrtložne struje u drugim sustavima koji se nalaze pored. Dakle, ti drugi sustavi mogu biti ili električni uređaji u kućanstvu, jer Vi i govorite o kućanstvu, ili čak ljudi. Je l sada kada govorite o toj jednoj granici sigurnosti, je li ta potencijalna učinkovitost odnosno, djelovanje promjenljivog magnetskog polja, je li ona ulazi u granicu prihvatljivog? Ili se radi o istraživanjima koja se tek trebaju provesti?

Postoje istraživanja koja su proveli drugi ljudi, ne mi, na osnovu kojih su vlade postavile određene limite koji se smatraju za sigurne. Ali, tu se vraćamo na ono što ste rekli na početku što je jako bitno. Naš rezonantni sistem postiže to da bi dva rezonantna objekta iste rezonante frekvencije, znači izvor i recimo Vaša elektronička naprava koja bi bila opremljena isto s jednim rezonantnim sustavom, jako izmjenjivali energiju zato jer su to dva rezonantna objekta na istoj rezonantnoj frekvenciji dok bi jako malo energije izmjenjivali na druge, okolne objekte, elektroničke aparate. Upravo je to krucijalno.

Ako se uzme u obzir da jedan takav sustav neće funkcionirati samo u jednom domaćinstvu i ne samo vezano za jedan aparat, jedan mobitel ili jedan laptop, već da će svako domaćinstvo imati takvih pet, šest, sedam sustava, i svako domaćinstvo. Kako gledate na to, kada se poveća koncentracija svih tih sustava koji se nalaze jedan pored drugog i kada se poveća broj svih tih sustava?

E, ali tu je bitno to što je naš sistem neradijativan. Za razliku od mobitela koji zrači radijaciju u prostor, naš sistem je neradijativan. Što to znači? To znači da energija ne napušta rezonantni objekt sve dok drugi rezonantni objekt ne dođe dovoljno blizu polja. Znači, ta je energija blizu početnog rezonantnog objekta. Znači, to nije radijativna energija.

Vi ste znanstvenik, ali prije svega ste čovjek. I fizika kojom se Vi bavite usko je vezana uz tehnologiju. Na koji način Vi razmišljate o tehnologiji vezano za čovjeka? Kako vidite odnos čovjeka prema tehnologiji odnosno, na koji način tehnologija utječe na nas odnosno, na našu budućnost?

Ja osobno čvrsto vjerujem da ako se dobro koristi tehnologija ima ogromne benefite za čitavo društvo i za čovjeka.

Dakle, ekološki gledano to bi bio jedan posve svjestan projekt?

Da. Mi se trudimo. To je jedno od najbitnijih pitanja. Da.