מתי נוכל להפסיק לטעון את הסלולרי?

אבל כל זה לא חוסך מאיתנו בערבו של יום את הצורך לחבר את הטלפון לשקע החשמל ולהותיר אותו שם להטענה של כמה שעות. ככל שהציוד מתקדם יותר דרישת האנרגיה עולה, ועימה הולך וגדל הצורך בחיבור לשקע זמין. עד שעולה מאליה השאלה הפשוטה: למה אי אפשר להטעין את הטלפון בצורה אלחוטית?

ענקית הסלולר היפנית NTT דוקומו מפתחת טלפון סלולרי סולרי, שייטען לגמרי מאנרגיית השמש. למכשיר, שנמצא עדיין בתהליכי פיתוח נמרצים, תאים סולריים משולבים, שמסוגלים להטעין אותו מאפס.

ומה עושים עם דגמים מתקדמים יותר, בעלי מסכים גדולים ועם רשתות דור שלישי? פיתרון כזה לא יהיה מספק, כי כדי להטעין אותם יידרשו תאים סולריים גדולים בהרבה ממידת הטלפון עצמו. כך שבלי שיפור משמעותי בטכנולוגיה הסולרית, הפתרון הזה הוא חלקי בלבד.

פתרונות אחרים מבוססים על טכנולוגיית לייזר. זו מעניקה טווח טעינה גדול בהרבה אבל הניצולת של הלייזר עדיין לא גבוהה: הוא דורש כיוון מדויק לעצם הנטען וקו ראייה ישיר ולא מופרע - מה שלא מתאים לטעינת חפצים בסביבה הביתית.

חזון שטוח

עוד פתרון שכבר ראינו בעבר שייך ל־SplashPower הבריטית. זו מציעה משטח קטן שמתחבר לחשמל. כדי להטעין את הטלפון או את הנגן יש רק להניח אותם על המשטח. על אותו משטח אפשר להניח ולהטעין כמה מכשירים בו־זמנית, בלי הצורך המייגע לחבר אותם בחיבור חוטי ישיר ובלי מטענים שונים לכל מכשיר.

הטכנולוגיה מבוססת על השראה מגנטית: המערכת יוצרת שדה מגנטי, שמעביר את האנרגיה ליחידה תואמת במכשיר הנייד. זה כמובן מחייב שהמכשירים יותאמו במיוחד למערכת ההטענה הזו. היחידה התואמת במכשיר הנייד

הופכת את האנרגיה לזרם ישר, שמטעין את הסוללה.

ביחידה הניידת אפשר גם להתאים את מתח הטעינה כך שניתן יהיה להטעין בו־זמנית כמה מכשירים עם מתח טעינה שונה. ב־SplashPower טוענים שהמערכת בטוחה לחלוטין, ואפילו אם יונח בטעות כרטיס אשראי על המשטח ההשראה המגנטית לא תמחק את הפס המגנטי שלו.

SplashPower מנסה לעניין את יצרני האלקטרוניקה הגדולים בשילוב המערכת שפיתחה במוצרים שלהם. לדברי המפתחים, התמיכה בטכנולוגיה במוצרים ניידים תהיה זולה מאוד - עלות נוספת של 25 סנט למוצר בלבד. גם מבחינת המימדים דרישות המערכת צנועות. בחזונם המשטחים יהיו בכל מקום. הם מנסים גם לעניין יצרני רכב לשלב משטחים בתוך המכונית, וחושבים גם על חדרי מלון וריהוט משרדי. בכל מקום יהיה אפשר להניח את הטלפון והוא כבר ייטען.

עד שתהייה תמיכה מובנית במכשירים, אם בכלל, מתכוונת החברה למכור משטחים ומתאמים למכשירים שונים. המתאמים יהיו מחוברים באופן קבוע למכשיר הנייד, וידאגו להטעין אותו ברגע שיונח על המשטח.

תיבת התהודה

אבל החדשות האחרונות בתחום שייכות לקבוצת חוקרים אמריקאים מ־‭.MIT‬ הפתרון שלהם מבוסס על עקרונות פיזיקאליים ותיקים, ויכול לעבוד עד טווח של מטרים רבים.

הצוות אמנם לא בנה מערכת נסיונית בינתיים, אבל מסתמך על הדמיה ממוחשבת וחישובים מתמטיים, שמעידים שהעיקרון יעבוד. כלומר, הרעיון אולי בר ביצוע, אבל זה לא יקרה בקרוב, וגם אם נראה אותו - לא בטוח שיהיה מספיק זול ויעיל כדי להגיע ממש למדפים.

ובכל זאת הרעיון מרתק. החוקרים ביקשו תחילה לחסוך את הטרחה שבטעינת ציוד נייד - מצלמות, טלפונים, מחשבים ניידים. כפיזיקאים הם שאלו את עצמם ”איזה סוג של תופעה פיזיקאלית אפשר לנצל כדי להעביר אנרגיה אלחוטית‭.”?‬ התשובה שנבחרה היא ”תהודה‭,”‬ תופעה שגורמת לאובייקט לרעוד כשאנרגיה בתדר מתאים מופנית אליו.

”אפשר לראות תהודה בכלי נגינה. למשל כשמנגנים צליל בכלי אחד, אז כלי אחר עם אותה תהודה אקוסטית יקלוט אותו ויתחיל לרעוד באופן נראה לעין‭,”‬ אומר פרופ׳ מרטין סוליאצ׳יץ׳. הצוות לא משתמש בתהודה אקוסטית אלא חוקר תהודה של גלים אלקטרומגנטיים. גלים כאלה כוללים למשל גלי רדיו, קרני רנטגן, וגלי אינפרא אדום.

מערכות שמשתמשות בגלים אלקטרומגנטיים בצורה מסורתית, מערכות רדיו למשל, לא מתאימות לשידור יעיל של אנרגיה, כי הן נוטות לפזר את השידור ואת האנרגיה ומבזבזות חלק ניכר ממנה.

כדי להתגבר על הבעיה הזו חקר הצוות צורה מיוחדת של חפצים ”לא מקרינים” עם תהודה ממושכת. כשמפנים אנרגיה לעצמים האלו היא נשארת קשורה אליהם במקום לברוח לחלל, וזנבות ארוכים של אנרגיה, שיכולים להיות באורך מטרים רבים, מבזיקים מעל פני השטח. ”כשמניחים עוד חפץ תהודה עם אותו תדר קרוב מספיק ל׳זנבות׳ הללו מתברר שהאנרגיה עוברת מחפץ אחד לאחר‭.”‬

מכאן שאנטנת נחושת פשוטה, שתוכננה להיות בעלת תהודה ארוכה, יכולה להעביר אנרגיה למחשב נייד עם אנטנה משלו, שמתאימה לאותו תדר תהודה. כל האנרגיה שלא נקלטה פשוט תיספג מחדש, ולא תתפזר לחלל.

המערכת שהצוות מתאר תהיה מסוגלת להעביר אנרגיה לטווח של שלושה עד חמישה מטרים, אבל אפשר להתאים אותה לעבוד גם בחללים גדולים יותר.