1、無線電力傳輸技術無線電力傳輸技術人類追逐自由的本能，在現實面前屢屢受挫。自從廣泛使用電能以來，許多人都為了那些電器拖著的長長電線而絞盡腦汁，但無線供電卻一直只能作為一個在前方遠遠招手的夢想。現在，我們也許看到了一線曙光。在2008年8月的英特爾開發者論壇（IDF，Intel Developer Forum）上，西雅圖實驗室的約書亞·史密斯（Joshua R. Smith）領導的研究小組向公眾展示了一項新技術基于“磁耦合共振”原理的無線供電，在展示中成功地點亮了一個一米開外的60瓦燈泡，而在電源和燈泡之間沒有使用任何電線。他們聲稱，在這個系統中無線電力的傳輸效率達到了75%。大劉在三體

2、II·黑暗森林中描繪了一個兩百年后的世界。因為人們掌握了可控核聚變技術，可以提供極大豐富的能源，無線供電的損失在可接受范圍之內，所以大部分電器都可以采用無線方式來供電，從電熱杯一直到個人飛行器都是如此。電像空氣一樣無處不在，人類再也不用受電線的拖累了。正如書中所提到的那樣，無線供電技術現在也已經出現了。實際上，近距離的無線供電技術早在一百多年前就已經出現，而我們現在生活中的很多小東西，都已經在使用無線供電。也許不遠的未來，我們還會看到遠距離和室內距離的無線供電產品，而不會看到電線桿和高壓線，“插頭”也將會變成一個歷史名詞。好兆頭英特爾的這種無線供電技術，是基于麻省理工大學的一項研究成

3、果而開發的。2007年6月，麻省理工大學的物理學助理教授馬林·索爾賈希克（Marin Soljacic）和他的研究團隊公開做了一個演示。他們給一個直徑60厘米的線圈通電，6英尺（約1.9米）之外連接在另一個線圈上的60瓦燈泡被點亮了。這種馬林稱之為“WiTricity”技術的原理是“磁耦合共振”，而他本人也因為這一發明獲得了麥克阿瑟基金會2008年的天才獎。 新技術所消耗的電能只有傳統電磁感應供電技術的百萬分之一，不由讓人們對室內距離的無線供電重新燃起了希望。而它的關鍵在于“共振”。科學家們早就發現，共振是一種非常高效的傳輸能量方式。我們都聽過諸如共振引起的鐵橋坍塌、雪崩或者高音歌唱

4、家震碎玻璃杯的故事。無論這些故事可信度如何，但它們的基本原理是正確的：兩個振動頻率相同的物體之間可以高效傳輸能量，而對不同振動頻率的物體幾乎沒有影響。在馬林的這種新技術中，將發送端和接收端的線圈調校成了一個磁共振系統，當發送端產生的振蕩磁場頻率和接收端的固有頻率相同時，接收端就產生共振，從而實現了能量的傳輸。根據共振的特性，能量傳輸都是在這樣一個共振系統內部進行，對這個共振系統之外的物體不會產生什么影響。這就像是幾個厚度不同的玻璃杯不會因為同一頻率的聲音而同時炸碎一樣。最妙的就是這一點了。當發射端通電時，它并不會向外發射電磁波，而只是在周圍形成一個非輻射的磁場。這個磁場用來和接收端聯絡，激發接

5、收端的共振，從而以很小的消耗為代價來傳輸能量。在這項技術中，磁場的強度將不過和地球磁場強度相似，人們不用擔心這種技術會對自己的身體和其他設備產生不良影響。在2007年馬林演示他的成果的時候，這項技術能夠達到40%左右的效率。這在某些場合是可以接受的，但是人們還想更進一步。剛才我們提到的英特爾公司研究員們已經把傳輸效率提升到了75%，而馬林小組最近聲稱，他們做到了90%。這意味著，一年之間提高到原來的兩倍以上！ 雖然成效驚人，但改進空間也依然很大。下一步，有望在提高傳輸效率的同時縮小發射端和接收端的體積，最終實現用電設備內置接收端的目標。想象一下，這會對生活帶來什么樣的影響？我們可以完全從需要的

6、角度出發來擺放家用電器，不用再考慮附近是否有插座；我們在裝修房間的時候不用再考慮如何布設電線，筆記本電腦和手機這樣的小件電子設備永遠顯示電池充滿，清掃機器人在房間里跑來跑去，不用過一會就去找地方充電這一天也許很快就會來到。市場上已經有了一些采用這種技術的原型產品，廣泛使用也只是時間問題罷了。第二基地尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）的夢想使用電磁波來遠距離供電也許很快就會變成現實。早在1890年，這位現代交流電系統的奠基者就開始構想無線供電方法，最后提出了一個非常宏大的方案把地球作為內導體、距離地面約60千米的電離層作為外導體，在地球與電離層之間建立起大約8Hz的低頻共振，再

7、利用環繞地球的表面電磁波來遠距離傳輸電力。他想像廣播一樣，將電能傳遍全球。為此，在J. P.摩根的資助下，他在紐約長島建立了57米高的瓦登克里夫塔（Wardenclyffe Tower）來實現這一構想，但最終被迫放棄。雖然我們現在可以從理論上證明特斯拉的方案的確可行，但是出于世界上各個國家的區隔，這種“天下大同”在短時間內恐怕不會成為現實。 不過另一種遠程無線供電方案可能會更容易實現一點。加拿大科學家正計劃制造一架無人飛機，飛行高度33千米，可以在空中連續飛行幾個月。這可能是世界上第一架可以真正投入使用的遠程供電飛機，本身不攜帶燃料，而是從地面的微波站中獲取能量。微波是指那些頻率在300MHz

8、到300KMHz之間的電磁波，它的波長在1米到1毫米之間。因為電磁波的頻率越高，能量就越集中，方向性也越強，所以人們認為，使用微波來無線傳遞能量可能是最好的選擇。更何況，微波可以通過硅整流二極管天線轉換成電能，轉化效率可以高達95%以上這樣高的轉化率已經可以讓人滿意了。在這架無人機起飛之后，地面的高功率發射機通過天線將發射機所產生的微波能量匯聚成能量集中的窄波束，然后將其射向高空飛行的微波飛機。微波飛機通過微波接收天線接收能量，轉換成直流電，再由直流電動機帶動飛機的螺旋槳旋轉。因為無需攜帶燃料和發動機，這種飛機的有效載荷將會大大提升。其實早在1968年，美國航天工程師彼得·格拉澤(P

9、eter Glaser)就已經更進一步，提出了空間太陽能發電(SSP，Space Solar Power)的概念。他設想在大氣層外通過衛星收集太陽能發電，然后通過微波將能量無線傳輸回地面，并且重新轉化成電能供人使用。這一設想，不是在僅數十千米的距離上用微波傳遞能量，而是要把能量在三萬多千米之外，從太空精確地射向地面接收站。 想象一個地球同步衛星。它停留在赤道上空36，000千米的高度，太陽能電池陣列始終對太陽定向，微波發射天線則瞄準地面的接收天線。這兒，不存在在地面接收太陽能所必然面臨的照射時間、氣候、重力等問題，每年有277天可以全天接受日照，而被地球遮擋時，最長停電時間也不過75分鐘。它每

10、年有99%以上的時間把源源不斷的太陽光能轉化為電能，效率將比地面上同樣規模的太陽能電站高出十倍左右。19771980年，美國宇航局和能源部共同出資，對空間太陽能發電的問題進行了概念研究，得出結論：這種方式不存在不可克服的技術困難。但是后來這個計劃一度被鎖進保險柜，原因在于耗資驚人。目前把物品送上太空還是很花錢的，要在太空中組裝一顆收集太陽能來發電的衛星，成本令人難以接受。不過，隨著地球上不可再生資源的逐漸消耗，這個計劃又被擺上了桌面。現在有幾個能源消耗大國和能源匱乏的國家正在論證這種方案的可行性，并且開始了小規模實驗，來驗證在大氣內進行微波能量傳遞以及從太空向地面發射微波束的實際效果，而目前比

11、較樂觀的估計是，20102020年太陽能發電衛星就可以進入實用階段了。親愛的，你需要電？感謝邁克爾·法拉第（Michael Faraday），這個英國人在1831年發現的電磁感應，帶領我們進入了電氣時代。到了今天，誰不需要電？法拉第的發現，也促進了近距離無線供電技術的發展。最早的工業化近距離無線供電技術早在1885年就已經被實際應用了：隨便拆開一個家用變壓器，我們就會看到變壓器里會有兩組導線纏在一個鐵芯框架上，但它們彼此并沒有直接相連。 不僅如此。公共交通卡、一些學校的飯卡，還有二代身份證，這些也都需要電。在這些卡證中都有一塊小小芯片，里面最少存儲著一個唯一的編號。這一小塊芯片就像是

12、我們的一條內存或者一塊硬盤，沒有電的時候，它和一粒沙子沒什么區別。即使儲存了很多信息，也沒有辦法傳遞出來。這種卡證的供電原理與變壓器的原理類似。讀卡機周圍會形成一個快速變化的磁場，芯片進入這個磁場時，周圍的線圈內就會產生感應電壓，激活芯片，并且把自己的編號通過線圈發射出去被讀卡機接收。讀卡機會根據編號的不同而做出不同的反應，例如告訴你現在飯卡賬戶里還剩多少錢。 通過電磁感應來進行無線供電是非常成熟的技術，但會受到很多限制。最主要的問題是，低頻磁場會隨著距離的增加而快速衰減。如果要增加供電距離，只能加大磁場的強度。然而，磁場強度太大一方面會增加電能的消耗，另一方面可能會導致附近使用磁信號來記錄信

13、息的設備失效。我們都不想自己的硬盤里面的數據被強磁場一筆勾銷吧。所以這種方式往往會應用在一些防水要求比較高的小家電上，例如某些電動牙刷和電動刮胡刀等。人們也在嘗試用電磁感應為手機這樣的小型設備充電。從2005年開始，市場上就已經有了一些無線充電器，但使用起來并不能算是很方便，充其量也只是減少了我們把手機插上變壓器的麻煩而已。有了室內距離的無線供電設備，誰還需要這種東西呢？ 這是多么美好的一天我們經常會使用和風箏相關的比喻。風箏飛得再高，也總會有一根線握在手里。斷線的風箏也許會一時飛得更高，但最后一定會墜落地面。也許以后會改用遙控航模的比喻吧沒有線，卻依然盡在掌握。當可以在遠距離、中等距離和近距

14、離都廣泛實現無線供電的時候，人類目前最常用的能量將會變得像空氣一樣隨處可得。無需再抱怨沒有合適的充電器，不用再為電子設備準備厚重的電池以盡量延長它們的待機時間。我們可以把手持設備做得更小更薄，甚至可以容易地植入體內。在那時候，生活又是何等一幅模樣？沒有人知道。當終于可以解開電線的束縛時，我們會飛得更高，走得更遠，遠到超出想象。正如每天呼吸空氣而不自覺一樣，我們終會把無處不在的無線電力當作一件自然而然的事情，卻忘了僅僅在200年前，祖輩們還僅僅把電當成一種用來博人一笑的小小魔術。也許有一天，我們會對我們的下一代談起我們年輕的時候。講述中極盡描述從線纜束縛的無奈走到無線的自由這一過程。會回味那些有

15、電線的日子，不可避免地談及那些因電線接頭松動讓所有工作成果化為一縷青煙的小插曲。會懷念電池的質感，會懷念在抽屜里纏成一團的充電器的沉穩踏實。也許還會一遍遍提起法拉第、麥克斯韋，以及特斯拉這些名字。我們會像小時候的老師那樣，循循善誘地提問：“那么，電是從哪里來的呢？”也許，坐在對面的小孩，會像三體II·黑暗森林中那個兩百年后的漂亮女護士一樣，不以為然地說：“電？到處都有電啊。”為了這樣輕率的答案而微笑吧，欣慰的是，他們，終于擁有了一個比我們更加寬廣更加自如的世界。 無線電力傳輸技術：創造未來空間神話 自17世紀人類發現如何發電后就用金屬電線來四處傳輸電力，一直到今天供電網、高壓線已遍布

16、全球的角角落落。生活中，大人們總少不了教導孩童“不要碰電源插口和裸露的電線”，想來那些高壓電線更是給不少人留下過“恐懼”感的記憶。而如今，無論是在工作還是生活中，越來越多的電器給我們帶來極大的便捷，不知不覺中各種“理不清”的電源線、數據線帶來的困擾也與日俱增這樣下去難道人間要“作繭自縛”？不過，這些年的科技發展表明，在無線數據傳輸技術日益普及之時，科學家對無線電力傳輸 (Wireless Power Transmission, WPT)的研究也有了很大突破從某種意義上來講，無線電力傳輸也不是幻想在未來的生活中擺脫那些紛亂的電源線也已成為可能。 最近有報道稱，2008年8月的英特爾信息技術峰會(

17、IDF：Intel Developer Forum)上演示了無線供電方式點亮一枚60W電燈泡(圖1)。該研究是由英特爾西雅圖實驗室Joshua R.Smith等基于美國麻省理工學院(MIT：Massachusetts Institute of Technology)馬林索爾賈希克(Marin Soljacic)的研究理論進行的，可以在1m距離內隔空給60W燈泡提供電力，效率高達75%。 在2006年末有報道稱MIT在無線電力傳輸技術上獲得突破：物理學助教授馬林索爾賈希克為首的研究團隊試制出的無線供電裝置(圖2)，可以點亮相隔7英尺(約2.1m)遠的60W電燈泡，能量效率可達到40有關內容刊登在

18、2007年6月7日的Science在線版ScienceExpress上。這個“隔空點燈泡”實驗引起了歐美及全球各大媒體的極大關注并進行了“Goodbye Wires”之類的廣泛報道。 在2001年5月，國際無線電力傳輸技術會議在印度洋上的法屬留尼汪島(Reunion Island, France)召開期間，法國國家科學研究中心的皮格努萊特(G. Pignolet)，利用微波無線傳輸電能點亮40m外一個200W的燈泡。其后，據研究者有關文章介紹2003年在島上建造的10kW試驗型微波輸電裝置(注：有些國內報道誤作10萬kW)，已開始以2.45GHz頻率向接近1km的格朗巴桑村(Grand-Bas

19、sin)進行點對點無線供電。 無線電力傳輸這種特殊的供電方式，是人類的夢想之一。世界上第一臺交流電發電機的發明者尼古拉特斯拉(Nikola Tesla)在19世紀末就進行過無線電力傳輸的實驗，但最終未能成功。一百年后的今天，隨著無源式RFID電子標簽和各種非接觸式無線充電(用于電動牙刷、剃須刀等低功率家電)技術的實用化，以及無線網絡技術的大發展，無線電力傳輸已經引起人們的極大興趣。本世紀以來，能點亮燈泡的無線供電技術，毫無疑問也點亮和刷新了人們對“無線”未來生活的無限憧憬。 對于在空間實現無線電力傳輸/供電的形式，總起來看大致有三類：第一類是通過電磁感應“磁耦合”進行短程傳輸；第二類是將電能以

20、電磁波“射頻”或非輻射性諧振“磁耦合”等形式中程傳輸；第三類是將電能以微波或激光形式遠程傳輸發射到遠端的接收天線，然后通過整流、調制等處理后使用。下面將舉例簡要介紹這些方面研究開發情況或相關信息，供讀者參考。 短程無線供電技術 現在已經廣泛應用的變壓器是基于電磁感應原理來工作的：由一個磁芯和二個線圈(初級線圈、次級線圈)組成；當初級線圈兩端加上一個交變電壓時，磁芯中就會產生一個交變磁場，從而在次級線圈上感應一個相同頻率的交流電壓，電能就從輸入電路傳輸至輸出電路。現在已經商品化的非接觸式充電系統，其電能發射端的線圈(連接電源)與接收端的線圈(在電子產品中)，處于兩個分離的裝置中，電能通過感應線圈

21、傳送，這類似一個線圈間耦合不緊密的變壓器。最早使用變壓器原理進行無線供電的產品是一些電動牙刷、電胡刀和無繩電話等，下面介紹一些相關產品及其構造或原理。 無接點充電插座 因電動牙刷難免經常接觸到水，采用無接點充電方式，可使得充電接觸點不暴露在外，增強了產品的防水性，利于整體水洗、清潔方便。在充電插座和牙刷中各有一個線圈，當牙刷放在充電座上時就有磁耦合作用，利用電磁感應的原理來傳送電力，感應電壓整流后就可對牙刷內部的充電電池充電。 蘋果公司、摩托羅拉公司、LG以及Panasonic聯手NTT DoCoMo都在開發各自的無線充電器。而對用于手機的無接點充電器而言，只要在充電座和手機中安裝發射和接收電

22、能的線圈，便可實現無接點充電這不僅將擺脫線纜的束縛而且還將消除接口差異的限制，因此無線充電器設計更加人性化并且減少資源浪費。 “免電池”無線鼠標 鼠標的工作需要電力支持，有線鼠標通過與電腦的連接線來獲得電力，而無線鼠標一般采用電池供電。電腦鼠標從易招致污垢的機械鼠標到無線光電鼠標，使用的舒適度已有很大提高。而老牌鼠標廠家雙飛燕公司從2004年開始推出的“免電池”無線鼠標(需要在專門配備的鼠標墊上操作)這里的鼠標和配墊都有“奧秘”兩者內部都安裝了電磁感應線圈，鼠標墊通過連接電腦的USB接口即可獲得電能，并由其感應線圈向鼠標內的感應線圈輸送電能，可以給鼠標進行無線供電并進行信號感應，這里也涉及到了

23、人們常講的“RFID(無線射頻識別)”技術。 通用型無線供電“墊” 2003年英國劍橋SplashPower公司發明了無線充電(wireless recharging system)技術，也是根據電磁感應進行電力傳輸的，電能接收器“SplashModule”(厚不足1mm)可配置于充電終端手機、筆記本電腦，電能發送器則配置成充電器，2005年初這種商業化的無線充電器“SplashPads”(厚約6mm、大小如鼠標墊)上市，只要便攜終端安裝有電能接收器即可放到上面充電。 類似的產品還有美國WildCharge公司開發的無線充電系統，充電板的外觀像一個鼠標墊，能夠放置在桌椅等任何平坦表面，可提供高

24、達90W的功率，足以同時為多數筆記本電腦以及各種小型設備充電。香港城市大學的許樹源教授也曾成功研制出一種“無線電池充電平臺”，可將數個電子產品放在一個充電平臺上充電，充電時間與傳統充電器無異。2007年微軟亞洲研究院披露新成果設計和實現了一種通用型“無線供電桌面(Universal Wireless Power Surface)”，如果隨意將筆記本、手機等移動設備放置在桌面上，即可自動開始充電或供電。 多功能家用電器無線供電“膜片” 2006年日本東京大學產學研國際中心的櫻井貴康教授主持開發出一種家用電器無線供電方式，用一片圖書大小的柔軟塑料膜片就可對家電進行無線供電該特制塑料膜上面印刷有半導

25、體感應線圈，厚度約1mm、面積約20cm2、重約50g，可以貼在桌子、地板、墻壁上，可為圣誕樹上的LED、裝飾燈、魚缸水中的燈泡或小型電機供電。使用前家用電器需要裝上可接收電能的感應線圈，然后放到相應位置即可得到無線供電。 據報道這種薄膜電源由四層塑料薄膜組成，從下到上依次是電導可控的有機晶體管，感測兼容電子設備接近的銅線圈、接通或斷開電源的MEMS開關、傳送電能的銅線圈。當電器進入薄膜2.5cm范圍內，最靠近的MEMS開關接通電源，電感線圈就利用電磁感應向設備供電。試驗驗證，扣除發熱損耗的情況下能量轉換率可達62.3，可轉送30W電力(如果加大膜片尺寸可達100W)。據稱該無線供電膜片將自行

26、判斷電器所在位置，在居室空間的較大范圍內可隨意放置。在無電源線的吸塵器、筆記本電腦以及家用機器人等的應用方面有廣闊前景。 植入式醫學器件的充電技術 目前，心臟調節器、心臟除顫器等單植入式醫療裝置市場已達數十億美元，這些植入裝置需要電池供電，當電池將耗盡時，如果能通過無線供電方式充電則將避免動手術等大麻煩。 日本東北大學小柳光教授，在2007年SSDM國際會議上，發表過使用電磁感應型無線供電技術成果，他主持試制出可從外部向植入眼球的人工視網膜用LSI(Large-Scale Integration大規模集成電路)進行無線供電的系統。另外，據2007年7月多家媒體報道，英國南安普敦大學的研究者成功

27、地研發出一款能將振動轉化為電能的“迷你發電機”，可望將來能憑借心臟病人的心跳為自己的心臟起搏器供電避免更換電池時動手術。據說這項技術也可能應用于手機、MP3等移動裝置僅靠人類的心跳就能無線充電。 中程無線供電技術 我們了解頻率介于75kHz和約10GHz之間的電磁波俗稱“無線電波”，可以用來傳送廣播和電視節目、進行通信和傳真，但是對其傳輸電能的本領比較陌生。通常電磁波在自由空間傳輸能量的過程中會向四面八方散發、不易集中、定向性差，因而供電效率是個問題；另外，還有對空間造成電磁“污染”的擔憂。有人認為電磁波可以無線傳輸較長的距離，但輸送能量有限，存在傳輸功率比較低(甚至只有幾微瓦到幾毫瓦)的問題

28、。Powercast公司的相關研究是利用電磁波損失小的天線技術，借助二極管、非接觸IC卡和無線電子標簽等，實現效率較高的無線電力傳輸。 Jennifer Chu在科技評論中提到，MIT的索爾賈希克曾考慮使用電磁波，但難以避免有大部分能量在傳輸過程中損耗，而激光等傳輸方法也存在難題，最終提出了“電磁共振耦合”概念,與電磁感應方法相比，雖然采用的磁場弱，但可以實現更長距離的傳輸；與電磁波傳播方式相比，電磁共振方式的能量流失少。 Powercast無線充電器 2007年3月“Business 2.0”等媒體報道，美國賓夕法尼亞州的Powercast公司開發無線充電技術，可為各種耗電量相對較低的電子產

29、品充電或供電，諸如手機、MP3、隨身聽、溫度傳感器、助聽器、汽車零部件，甚至體內植入式醫療裝置等。 Powercaster公司表示開發工作早在2003年就開始了，該技術已獲得FCC的批準，其中整個系統主要包含兩個模塊：一個模塊是“Power Caster”發射器，可插在電源插座上；一個模塊是“Powerharvester”接收器(硬幣大小)，可嵌入電子產品里。發送器這邊利用安全的超高頻915MHz頻段把能量發送出去，而接收器在距離發送器將近一米范圍內都可以接收到發射的電磁波而實現充電據稱約有70%的電磁信號能量轉換為直流電能。 Powercast已經開始商業化運作，與荷蘭菲利浦公司等百家以上的

30、公司簽訂了合作協議，計劃到2008年年底將交付數百萬個無線充電器。基于此，飛利浦公司還曾準備推出具有無線充電功能的無線鍵盤和鼠標。報道稱該項技術之所以會得到多家廠商的青睞，原因在于它獨特的電磁波接收裝置，能夠根據不同的負載、電場強度來做調整，同時還能維持穩定的直流電壓。 MIT隔空無線點燈實驗 在文章開始提到的MIT的索爾賈希克研究團隊認為，他們發現的是一種全新的無線供電技術非輻射電磁能諧振隧道效應，稱作“Witricity”無線供電技術。采用“不發出電磁波的天線(Wireless Non-radiative Power Transfer)”實現非幅射共振能量傳輸。MIT的研究者用兩個直徑60

31、cm的特殊銅線圈做實驗，作為送電方的一個線圈接在電源上，作為受電方的另一個線圈置于2m外并連接一個燈泡。當送電方的接通電源后，兩個線圈都以10兆赫茲的頻率振動，從而產生強大的電磁場，通過“電振”電能被傳遞了，隔空供電使燈泡發光。在電源與燈泡中間放置木料、金屬或其他電器等，燈泡仍會發亮。研究人員表示，沒有發現這一系統會影響人體健康，現在的電磁輻射水平大概和核磁共振儀類似，應該是在安全范圍之內。 該無線供電技術也稱為共振感應耦合技術，關鍵在于利用了非輻射性磁耦合兩個相同頻率的諧振物體產生很強的相互耦合，采用單層線圈，兩端各放置一個平板電容器，共同組成諧振回路，減少能量浪費。基于普通電磁感應耦合的非

32、接觸電力傳輸，則是利用數百圈緊密纏繞的線圈，但只能在數毫米的范圍才得到60以上的傳輸效率。而該系統只是纏繞了5圈粗銅線作為天線的線圈，在進行2m傳輸時效率約為40，距離為1m時效率竟高達約90。可見這種融合了電磁共振的無線供電技術別具一格。 關于這項技術離實用化還有多少距離的問題，該研究團隊承認技術還需改進才能走進家庭。一方面是輸電效率必須提高一倍才有望取代化學電池；再是銅線圈需要最小化才可實用目前銅線圈直徑為0.6m，要給整個房間的電器無線充電，預計直徑需達2.1m；此外，電磁能發射器工作的有效距離最遠僅為2.74m，要想提高這一有效距離，電腦等設備還必須同樣配置一個帶有銅絲線圈的接收器。目

33、前該團隊正設法改進，希望電器離電源的有效供電距離能達到4m5m，銅線圈可縮小到安裝在筆記本電腦里的程度，輸電效率也要大幅提高。如果這樣，手機、筆記本電腦就可以在配置有發射器的屋子里自動充電，甚至無需電池或無需通過相連電源就可以直接使用。 遠程無線供電技術 從科學技術與實際應用相結合的角度來講，無線供電和有線供電將會各有千秋。如果作為地面長距離輸電或者所有家用電器的長期供電，無線供電可能未必實用。除鋪設輸電線路困難的地區之外，但有一個特殊科技領域的發展非常倚重無線電力傳輸技術，那就是太空領域了，比如人造衛星、航天器之間的能量傳輸等，而首當其沖的是未來太空太陽能發電站“隔空”給地球無線供電的研究擺

34、在人們面前。 在太空的太陽光線沒有地球大氣層的影響，輻射能量十分穩定，是“取之不盡”的潔凈能源。如果在靜止軌道上建設太陽能電站，一年有99%的時間是白天，其利用效率比在地面上要高出6倍15倍。隨著全球環境污染和能源短缺問題日趨緊張，向太空要能源的需求愈發迫切。美國五角大樓國家安全太空辦公室(NSSO)在2007年10月的報告中則明確指出，要立即著手“向上鉆取能源”的工作，建議美國政府在未來10年投入100億美元建造一顆能將10GW太陽能傳回地球的試驗衛星。太空太陽能電站是利用衛星技術，在太空把太陽能轉化成電能，然后以微波和激光等方式傳回地球供人類使用的系統。該系統主要由兩大部分組成：太空部分太

35、陽能發電衛星由火箭將太陽能發電衛星發射到空間軌道上形成，在太空將太陽能轉化成電能；地面部分接收電站接收太空發電衛星通過微波或激光等方式傳輸到地面的電能。 在外太空進行試驗發電的國家有美、日、法、德、俄等。來自美國國防部的一份報告稱，建立空間太陽能電站的構想無論在技術方面還是在經濟方面都是可行的。太陽光是永恒不變的，太陽所釋放的能量相當于當前全球所消耗能量的10萬億倍，美國國家航天學會副主席馬克霍普金斯(Mark Hopkins)說:“我們只需要開發其中一少部分，就足以應付我們當前和未來許多年的能源需求。” 根據美國科學家預測，到2025年，美國有可能在太空建造100座太陽能電站，將會滿足美國全國30%的電力。而日本從20世紀80年代也已展開太空太陽能相關研究，目標是在2030年前向太空發射一顆對地靜止衛星，這顆衛星將為地球上50萬戶家庭提供10億W電能