Tutkijat keksivät, miten langaton lataus toimii tehokkaasti matkankin päästä
Langattomat latausalustat ovat monelle jo tuttuja, mutta entä jos puhelimen tai muun tärkeän laitteen voisi ladata langattomasti ilman, että sen pitää olla alustalla?
Lähietäisyydellä, kuten latausalustoilla, langaton lataus perustuu magneettisiin lähikenttiin. Teho kuitenkin romahtaa, kun etäisyys lähettimen (latauslaite) ja vastaanottimen (ladattava laite) antennien välillä kasvaa.
Aalto-yliopiston tutkijat kehittivät ongelmaan ratkaisun, joka perustuu antennien välisen vuorovaikutuksen optimointiin. Tulokset julkaistiin juuri Physical Review Applied -tiedelehdessä.
“Havaitsimme, että kun lähettimen ja vastaanottimen silmukka-antennien virroilla on sama värähdystaajuus mutta vastakkainen vaihekulma, pääsemme eroon säteilyhäviöstä. Tämä parantaa latauksen tehoa”, kertoo tutkimuksen pääkirjoittaja, tutkijatohtori Nam Ha-Van.
Aiemmin saman laboratorion tutkijat kehittivät lähietäisyydellä toimivan langattoman latausteknologian, jolla voi ladata tehokkaasti useita laitteita yhtä aikaa. Sen salaisuus on donitsinmuotoisen laitteen keskelle luotu tasainen magneettikenttä, joka lataa laitteet yhtä hyvin kaikkialla donitsin ympärillä, riippumatta laitteiden asennosta.
Nyt julkaistussa tutkimuksessa tutkijat kehittivät tavan analysoida mitä tahansa langatonta virransiirtomenetelmää sekä matemaattisesti että kokeellisesti. Näin he voivat arvioida sekä lähietäisyydeltä että kauempaa tehtävän langattoman virransiirron tehokkuutta paljon aiempaa perusteellisemmin.
Tutkimus osoitti, että virransiirtoteho säilyy jopa 80 prosentissa viisi kertaa silmukka-antennin halkaisijan pituisella välimatkalla, kun käytetään optimaalista taajuutta sadan megahertsin vaihteluvälillä. Perinteisellä menetelmällä optimaalista taajuutta ei määritetä, vaan suunnittelijat käyttävät standardin mukaista taajuutta, jolloin teho voi jäädä alle 20 prosentin.
”Kaiken ydin on löytää optimaalinen tapa virransiirtoon, läheltä tai matkan päästä”, Ha Van kiteyttää.
Seuraavaksi tutkijat pureutuvat siihen, miten langaton virransiirto toimii ihmiskudoksissa ja niiden läpi. Tämä on tärkeää erityisesti erilaisten biolääketieteen sovellusten, kuten langattoman tähystyksen ja verkkokalvoproteesien kehityksessä.
Nam Ha-Vanin mukaan oleellista on löytää juuri oikea taajuus, jolla sekä virransiirto että kehossa toimivan laitteen vastaanottama teho ovat mahdollisimman suuret.
”Se on edellytys näiden sovellusten toimivuudelle.”
Artikkeli
Ha-Van, N., Simovski, C. R., Cuesta, F. S., Jayathurathnage, P., & Tretyakov, S. A. (2023). Effective Midrange Wireless Power Transfer with Compensated Radiation Loss. Physical Review Applied
Linkki artikkeliin (journals.aps.org)
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Tutkijatohtori Nam Ha-Van
puh. 050 560 6892
nam.havan@aalto.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu noin 13 000 opiskelijaa ja yli 4 500 työntekijää, joista 400 on professoreita. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto
Hiilipohjaiset radikaalit ovat tulevaisuuden aurinkokennoteknologiaa14.10.2025 08:10:00 EEST | Tiedote
Kansainvälisen tutkimusryhmän löydös on merkittävä askel kohti kevyitä, joustavia ja energiatehokkaita aurinkokennoja.
Aalto-yliopiston tutkijat YK:n COP30-ilmastokokouksessa9.10.2025 10:45:00 EEST | Tiedote
Tarvitsetko asiantuntijahaastateltavaa ilmastoon liittyvistä teemoista? Aalto-yliopiston tutkijoiden ja professorien asiantuntemus on käytettävissä ennen YK:n ilmastokokousta ja sen aikana. Tutkijoitamme osallistuu myös kokoukseen Brasiliassa. Energiamurros Mika Järvinen (professori) taitaa energiamurroksen ison kuvan: minkä pitää muuttua ja miten. Hän keskittyy tutkimuksessaan hiilidioksidin talteenottoon, vedyn tuotantoon eri menetelmillä, sekä kestävien polttoaineiden valmistukseen. Opetuksessaan Järvinen keskittyy muun muassa uusiutuvan energian tuottamiseen tuuli- ja aurinkovoimalla. Järvinen on myös juuri julkaissut aiheesta laajan suosion saaneen oppikirjan, ja osaa esittää monimutkaiset asiat ymmärrettävästi. Järvinen on paikalla ilmastokokouksessa Brasiliassa 10.–16.11. Hänet tavoittaa numerosta +358 40 754 2171 ja sähköpostista mika.jarvinen@aalto.fi Rakentamisen tulevaisuus Matti Kuittinen (professori) tutkii kestävää rakentamista. Hänen johtamansa tutkimusryhmä tutkii sitä,
Endurance ei ollutkaan aikansa vahvin laiva ja sen puutteet olivat tiedossa – tutkimusmatkailija Shackletonin aluksen uppoamisesta paljastui uutta tietoa6.10.2025 13:00:00 EEST | Tiedote
Uusi tutkimus osoittaa, että tutkimusmatkailija Ernest Shackletonin kuuluisa Endurance-alus ei ollut rakenteellisesti riittävän kestävä ahtojäiden puristukseen. Shackleton myös tiesi aluksen puutteista ennen huonosti päättynyttä matkaansa Etelämantereelle.
The real reasons Endurance sank — study finds Shackleton knew of ship’s shortcomings6.10.2025 13:00:00 EEST | Press release
A world-first study reveals the famed polar explorer was aware of worrying structural shortcomings in the ill-fated ship — Endurance was not designed for compressive ice conditions — yet it set sail anyway.
Aalto-yliopisto vahvistaa merkittävästi suomalaisen elokuvan opetusta ja tutkimusta2.10.2025 09:00:00 EEST | Tiedote
Aalto-yliopiston elokuvaohjauksen opetusta ja tutkimusta vahvistetaan kahdella uudella professorirekrytoinnilla. Hanna Maylett on nimitetty elokuvaohjauksen professoriksi (Assistant professor) ja Juho Kuosmanen kutsuttu elokuvaohjauksen työelämäprofessoriksi. Myös elokuvatuotannon opetusta ja tutkimusta on vahvistettu hiljattain tehdyillä uusilla nimityksillä.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme