Ha varázsütésre minden gépkocsi elektromos járműre cserélődne, rengeteg töltőállomásra lenne szükség, ráadásul az emberek otthonaiban jellemzően nem áll rendelkezésre olyan áramforrás, mellyel ezek a járművek gyorsan feltölthetőek lennének. Magyarán az elektromos járművek elterjedésének egyik akadálya épp a háttér-infrastruktúra hiánya. Egy kutatási fázisban lévő technológia viszont épp ezen segítene – hiszen nincs szükség töltőállomásra, ha a járművek energiáját akár menet közben is visszapótolhatjuk.

Khurram Afridi, a Cornell Egyetem műszaki kollégiumának a kutatója olyan jövőt képzel el, amelyben a gépkocsik, illetve akár a raktárakban használt járművek és robotok menet közben is feltölthetőek lennének, így akár folyamatosan mozgásban maradhatnának. A mögöttes technológiához pedig hozzájárult a mélyűri kommunikáció, valamint Nikola Tesla munkássága, így talán nem túlzás azt állítani, hogy a kezdetekhez nyúlik vissza.

A drót nélküli töltést mindenki ismeri, ezt már Magyarországon is régóta igénybe lehet venni a mobileszközeink kapcsán okospadokon, illetve bizonyos vendéglátó egységekben, szállodákban is akár. Kérdés, hogy ez miért nem alkalmazható járművek esetén? Ennek oka, hogy ezt általában erős és váltakozó mágneses mezőkkel oldják meg, mely technológia jár némi hátránnyal amennyiben autók töltésére próbáljuk alkalmazni – például a mágneses mezőket irányítanunk kell, mert különben sérülést okozhatnak akár az utasoknak is. A mező irányítására használt anyag, a ferrit (ami az anyagtudományban használt fogalom a vasra) törékeny, nehézkes, drága, ráadásul a gyorsan váltakozó mágneses mezők jelentős energiája elvész ezek közvetítésével. Mindez nem probléma egy asztalba épített drótnélküli töltőeszköz esetén, annál inkább az, ha ipari mértékben próbáljuk a közúthálózaton alkalmazni.

Alfridi ötletét tudományos értelemben színes múltja ihlette, hiszen dolgozott a NASA Jet Propulsion laboratóriumában, ahol mélyűri kommunikációval foglalkozott, később azonban átnyergelt az elektronika területére. A két terület pedig egymás szöges ellentéte: az utóbbi jóval alacsonyabb frekvenciát hasznosít, mint az űrbéli kommunikáció, de jóval nagyobb elektromos energiákkal dolgozik. Alfridi elmondása szerint a két terület közt nincs is igazán átjárás, de őt magát éppen az foglalkoztatta, hogy a magasabb frekvenciát hasznosítsa az elektronika energetikai részében – vagyis a magas frekvenciájú- és a nagy energiaigényű elektronika összeházasítását próbálja megvalósítani.

Ehhez társul Nikola Tesla híres bemutatója, amikor a 19. század végén váltakozó elektromos mezőkkel működtetett drót nélkül fluoreszcens lámpákat. Tesla „trükkjét” aztán sokan próbálták továbbfejleszteni, és menet közben tölthető járművek töltésére felhasználni, de ezek a kutatások idővel mind elhaltak, mert a gyakorlatban nem váltak be. Afridi szerint viszont a drót nélkül továbbított áram ugyanazon a háttérfizikán alapszik, amely segítségével a mélyűrbe küldött űrszondáinkkal tartjuk a kapcsolatot. A különbség annyi, hogy egy jármű esetén jóval nagyobb energiát kellene közvetíteni, de sokkal kisebb távolságba.

Afridi és a csapata elképzelése szerint az útba épített szigetelt fémlemezpárokat egy megfelelő hálózaton és egy nagyfrekvenciás inverteren keresztül egy elektromos vezetékhez csatlakoztatják. Ezek a lemezek váltakozó elektromos mezőket hoznak létre, amelyek vonzzák és taszítják a töltéseket a mozgó járművek aljára rögzített fémlemezekben, így feszültséget generálnak. A jármű áramkörén ezután nagyfrekvenciás áram jelenik meg, amely a kiegyenlítést követően feltölti az akkumulátort.

Egy ilyen rendszer olcsóbb, mint a mágneses mezőkre épülő megoldások, mivel nincs szükség költséges anyagra (vasra) a mező irányításához, ráadásul jóval nagyobb frekvencián is képes működni. Ugyanakkor a létrejött elektromos mező gyengébb is, mint amit mágnesekkel hoznánk létre. Ezt kompenzálandó jóval magasabb frekvencián dolgozik, 13 megahertzen a mágneses-technológia 85 kilohertze helyett – vagyis 200-szor gyorsabb ez utóbbinál. Ehhez társul az is, hogy megnövelték az elektromos feszültséget, amire ez a rendszer inkább képes, mint a magasabb áramerősség alkalmazására, és a két tényező együtt segíthet áthidalni az energiaátvitel különbséget a váltakozó mágneses mezőkhöz képest.

A rendszer gyakorlati alkalmazása előtt még számtalan problémát kell elhárítani természetesen, de például a Toyota Material Handling North America lát fantáziát az ötletben, és azért társultak Afridivel és a csapatával, hogy a menet közbeni töltést a raktárakban alkalmazott targoncák, valamint robotok számára tegyék lehetővé. Nem kizárt azonban, hogy egy nap az úthálózatokon is bevetik majd a Nikola Tesla és NASA kommunikációs technológiája ihlette elképzelést.

További cikkek a témában:

Elektromos autó töltése otthon: mennyivel olcsóbb, mint a nyilvános töltők? Már szinte minden közterületi töltőn fizetni kell az e-autó-töltésért, nem is keveset. Érdemes otthon tölteni, ha csak lehet.

Az elektromos autónak már nem is az ára a fő baja, hanem a töltési költsége Az elektromos autó sokkal drágább, mint a benzines vagy a dízel. És sajnos úgy néz ki, az EU-ban az üzemeltetése is drágább lesz.

Drágul a villanyautó-töltés az E.ON oszlopain Nehéz kiszámolni, illetve autótípusonként is változik, hogy mennyivel, de sokkal.