日本欲2050年扩底激光供电技术，这种技术走到哪了？

2023-07-28 17:56

近期，日本东京工业大学等机构研究利用激光供电的“光无线供电”技术的消息吸引了不少关注。官方表示，2050年这一技术有望落地应用在日常生活中，可搭载应用于无线通信设备、家电产品、纯电动汽车等。

激光充电其实不是个新玩意了。这种技术主要是通过向物体照射激光，经过光能转换成电能，就可以实现光无线供电。相比于其他无线电能传输方式，激光式无线充电技术具有功率密度高、传输距离远、抗电磁干扰性能优良、方向性好，可应用于高电压、强电磁、静电、易燃易爆等恶劣环境中。

比如早在1992年，ABB就开始研究电子式电流互感器的激光供能技术，实现了高压线的电流监测。2001年，Parise等人利用200W的激光成功驱动了月球探测机器人。2005年，NASA的马歇尔空间飞行中心首次用功率为500W、波长为940nm的激光器对15m外的微型飞行器提供6W的电能，让飞行器运作了15分钟。到2013年，美国海军实验室已经能够使用用2kW的激光器给40m外的无人机远程供电。2018年，华盛顿大学的工程师们首次开发出了一种使用激光无线给智能手机安全充电的方法，他们希望该产品能和标准USB线一样快地实现手机快充。

近年来，随着激光、光电池制造等技术的发展，激光充电技术已成为各国实现无线“隔空充电”的重要押注点，并且涌现出华为、以色列 Wi－Charge 、PowerLight、初创公司uBeam、Energous、韩国世宗大学、密歇根大学等相关的技术研究进展。

就在今年初，中国的一组研究人员宣布成功开发出一种使用高能激光束为无人机充电的方法，让无人机能够一直在空中飞行运作。

去年9月，韩国世宗大学（Sejong University）的科学家们展示的一种新系统，能够使用红外激光安全地将能量发送到100英尺（30米）远的地方。测试中，该团队在100英尺的距离上传输了功率高达400兆瓦的光束，并利用10×10毫米（0．4英寸）的接收器将其转换为85兆瓦的电力。

不过另一方面，受限于器件、传输效率等因素，激光无线充电技术仍处于试验阶段，在商业应用领域尚未成熟。

在面临这些挑战的情况下，探索新的充电激光波长（目前以800nm为主，辐射安全风险较大），以及真正落地应用、实现产品商用化，成为了关键的突破口。未来，这一技术有望带来更丰富的应用。