电磁感应和磁共振可用于无线能量传输

　　用超声波探头植入电子设备进行无线充电的示意图。

　　随着人口老龄化和医疗技术的进步，全球使用植入式电子设备的患者数量正在增加，如人工心脏起搏器和除颤器。韩国科学技术研究所（KIST）据宣布，由电子材料研究中心宋显哲博士领导的研究团队开发了一种超声波无线能量传输和充电技术，可用于人工植入物，也可为水下仪器的电池充电，如监测海底电缆状况的传感器。相关研究最近发表在《能源与环境科学》杂志上。

　　电磁感应和磁共振可用于无线能量传输。电磁感应目前用于智能手机和无线耳机。然而，它的使用限制是电磁波不能通过水或金属，导致充电距离短。此外，由于充电过程中产生的热量是有害的，因此该方法不易用于为植入式医疗设备充电。磁共振法要求磁场发生器和发射器具有相同的共振频率，并且存在干扰其他无线通信频率(例如Wi-Fi蓝牙)的风险。

　　KIST团队使用超声波而不是电磁波或磁场作为能量传输介质。超声波声纳通常用于水下环境。在各种医疗应用中，如器官或胎儿状况诊断，人体内超声波的安全性已得到验证。然而，由于声能传输效率低，现有的声能传输方法不易商业化。

　　研究小组开发了一种模型，该模型利用摩擦电的原理接收超声波并将其转化为电能，可以有效地将微小的机械振动转化为电能。通过在摩擦发电机中添加铁电材料，超声波能量传递效率从不到1%提高到4%以上。它可以在6厘米的距离充电超过8毫瓦的功率，足以同时操作200瓦LED或者在水下传输蓝牙传感器数据。新开发的装置具有较高的能量转换效率和产生少量的热量。

　　宋博士说：“这项研究表明，电子设备可以通过超声波进行无线充电。如果未来设备的稳定性和效率进一步提高，该技术可用于植入式传感器或深海传感器的无线电源。”