2014年9月20日，《南方日报》以《甩掉电线无线输电》为题对我校做了报道，现将全文转发如下，以飨读者。

甩掉电线无线输

摆脱电线的困扰，随时随地都可以用电？许多看过《三体》的读者，对书中提到200年后人类使用的无线输电技术印象深刻。从通讯器到飞行器，都可以采取无线方式供电——电如同空气一样唾手可得。

在科学家的努力之下，这一场景并非遥不可及。今年7月，天津工业大学研制的高速列车无线电能传输技术在2014中国科协夏季科学展展出，被中国科学技术协会列为10项引领未来的科学技术之一。也许在不久的将来，人类可以甩掉电线这个尾巴，获取输电的自由。

开创高铁供电新模式

飞驰的高铁主要依靠电能，其用电功率可达10MW。高铁的安全运行，更是要依靠安全的供电。目前高铁列车的供电方式，采用受电弓滑板和接触网导线的直接滑动接触。不难想象，受电弓与接触网间的长时间接触，磨损、振动离线、打弧及恶劣天气中可能出现的覆冰等，可能造成断电问题。

 “这些问题是制约高铁列车安全可靠运行的瓶颈。”天津工业大学工程电磁场与磁技术研究团队负责人杨庆新在接受媒体采访时说，由于列车本身沿固定路线运动，有自己独立的供电线路，该项目采用悬挂式发射线圈技术，将发射端与接收端置于列车顶部，避免了对铁轨铺设的复杂要求。

研究团队根据高铁列车在高速运动状态下的各种实际工况，建立高速运动无线供电系统多物理场耦合模型，对无线电能传输特性进行求解。同时，设计并优化供电体与受电体的非对称磁场耦合结构，并最终建立起高速铁路新型无线供电驱动模式及分析评价体系。

杨庆新介绍，这种高速列车无线电能传输技术，代替受电弓与接触网滑动取电的传统方式，允许存在数十厘米的工作间隙，提高了绝缘强度，可以从根本上避免弓网的滑动磨损、打弧、离线和振动接触及外部环境的影响，从而显著提高受流质量，为高速列车提供了极为灵活的无线供电方式，“而且比传统的滑动供电方式更加高效、安全、可靠”。

这项能为高铁提供稳定、安全、可靠的无线供电技术，被认为有望革新高铁列车供电模式。

无线输电的各种尝试

如果要聊聊无线输电技术，一定绕不开最早提出这一设想并付诸实践的科学狂人特斯拉。早在100多年前，特斯拉就发明了“放大发射机”，把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，使用放大发射机特有的径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8赫兹的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。

18世纪初，特斯拉在当时富豪摩根的支持下，试图将这一设想变成现实，他在纽约长岛建造起一座沃登克里弗塔（Wardenclyffe Tower），进行跨大西洋无线电广播和无线电能传输实验。然而不久之后摩根撤资，特斯拉无力支持这项实验，为人们留下了无尽的遐想。

理论上特拉斯的设想是可行的。于是100多年来，这个疯狂的念头吸引了无数科学家为之奋斗。然而，他们需要面临同样的一个难题：如何提高传输效率。

电磁波在自由空间传输能量的过程中会向四面八方散发，不易集中，定向性差，能量在无线传输过程中，空气作为耦合介质，电力载体的磁力线会有极大损耗，特别是微波，散射在空间，能量衰竭更快。

2007年，麻省理工学院的研究团队把共振运用到电磁波的传输上，大大降低了电磁波损耗。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团附在接收电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接收方，电力就实现了无线传导。大约一年后，这个研究团队将传输的效率提高到90%。

2008年无线充电联盟成立，并于2010年推出全球首个“无线充电”标准“Qi”。4年后，Qi认证的诺基亚lumia系列所使用无线充电技术，在全球掀起了一股热潮。

虽然在小功率、短距离无线输电上，科学家们已取得了丰厚的成果，但在大功率、远距离上，人类仍有一段很长的路要走。科学家们仍在为之努力，这项技术的成功不仅将掀起人类家居革命，在太空探索等多方面，也将为未来点亮新的路灯。

南方日报记者张婧

实习生黄群好