Китайские ученые создали устройство для лазерной подзарядки дронов
Китайские ученые создали приемник, преобразующий энергию зеленого лазера в электричество с КПД 38,49%. Пока устройство питало винт неподвижной модели, но в перспективе технология может позволить подзаряжать дроны без посадки.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 30 июля. /Новости науки/. Китайские ученые разработали приемник энергии для лазерной подзарядки беспилотников. Его КПД достиг 38,49%, сообщила пресс-служба журнала Matter & Light, где опубликовано исследование.
Такая система в перспективе сможет увеличить продолжительность полета дронов, используемых для доставки грузов, наблюдения за лесами и работы в районах стихийных бедствий. Однако пока технологию испытали только на неподвижной модели — подзарядку аккумулятора настоящего беспилотника в воздухе ученые еще не демонстрировали.
«Представьте будущее, в котором дронам, обследующим леса, отслеживающим стихийные бедствия или доставляющим посылки, больше не придется часто садиться для замены аккумуляторов. По мере того как дроны выполняют все более длительные задачи, время работы от батарей становится одним из главных ограничений», — заявил один из авторов работы, исследователь Китайского университета гражданской авиации Хань Цзяньхуа.
Созданный приемник состоит из двух связанных элементов. Перовскитный фотоэлемент преобразует излучение лазера в электричество, а термоэлектрический слой получает дополнительную энергию из тепла, которое обычно теряется. В опытах ученые использовали зеленый лазер с длиной волны 520 нанометров.
Одной из главных проблем стал сильный нагрев: под мощным лазером температура устройства поднималась до 80–90 градусов Цельсия, из-за чего снижалась эффективность. Для защиты приемника ученые добавили в него нанокристаллы триселенида сурьмы. Они плохо проводят тепло и помогают сохранять необходимую разницу температур между горячей и холодной сторонами термоэлектрического слоя.
Для проверки технологии приемник установили под крылом неподвижной модели дрона и направили на него лазер. Полученной энергии хватило для вращения воздушного винта. Поток воздуха от винта проходил через предусмотренные в крыле каналы, охлаждал обратную сторону устройства и дополнительно повышал его эффективность.
Плотность падающего лазерного излучения в экспериментах достигала 1,2 ватта на квадратный сантиметр, а КПД всей системы составил 38,49%. Следующим этапом станут испытания на легком беспилотнике в реальном полете. Ученым также предстоит создать систему, способную точно удерживать луч на движущемся дроне, и обеспечить безопасность передачи энергии.
Такая система в перспективе сможет увеличить продолжительность полета дронов, используемых для доставки грузов, наблюдения за лесами и работы в районах стихийных бедствий. Однако пока технологию испытали только на неподвижной модели — подзарядку аккумулятора настоящего беспилотника в воздухе ученые еще не демонстрировали.
«Представьте будущее, в котором дронам, обследующим леса, отслеживающим стихийные бедствия или доставляющим посылки, больше не придется часто садиться для замены аккумуляторов. По мере того как дроны выполняют все более длительные задачи, время работы от батарей становится одним из главных ограничений», — заявил один из авторов работы, исследователь Китайского университета гражданской авиации Хань Цзяньхуа.
Созданный приемник состоит из двух связанных элементов. Перовскитный фотоэлемент преобразует излучение лазера в электричество, а термоэлектрический слой получает дополнительную энергию из тепла, которое обычно теряется. В опытах ученые использовали зеленый лазер с длиной волны 520 нанометров.
Одной из главных проблем стал сильный нагрев: под мощным лазером температура устройства поднималась до 80–90 градусов Цельсия, из-за чего снижалась эффективность. Для защиты приемника ученые добавили в него нанокристаллы триселенида сурьмы. Они плохо проводят тепло и помогают сохранять необходимую разницу температур между горячей и холодной сторонами термоэлектрического слоя.
Для проверки технологии приемник установили под крылом неподвижной модели дрона и направили на него лазер. Полученной энергии хватило для вращения воздушного винта. Поток воздуха от винта проходил через предусмотренные в крыле каналы, охлаждал обратную сторону устройства и дополнительно повышал его эффективность.
Плотность падающего лазерного излучения в экспериментах достигала 1,2 ватта на квадратный сантиметр, а КПД всей системы составил 38,49%. Следующим этапом станут испытания на легком беспилотнике в реальном полете. Ученым также предстоит создать систему, способную точно удерживать луч на движущемся дроне, и обеспечить безопасность передачи энергии.
