Truyền điện không... dây

Ngầm hóa hệ thống cáp điện là một ý tưởng hay, giúp làm cho mỹ quan từ căn phòng cho tới những con đường trở nên hoàn hảo hơn, khi không bị các sợi dây điện lằng nhằng, giăng như mạng nhện làm cho xấu xí đi. Nhưng đó là ý tưởng của ngày hôm qua và đã phần nào bị một ý tưởng mang tính “siêu thực” hơn “đe dọa”. Đó là ý tưởng về khả năng truyền tải điện không qua dây dẫn.

Thật ra, ý tưởng này đã được khởi phát từ hơn 1 thế kỷ trước, khi những hiểu biết của con người về điện và điện tử vẫn còn ở mức sơ khai. Người đầu tiên nghĩ ra ý tưởng và tiến hành thí nghiệm là Nikola Tesla, một kỹ sư người Serbia. Vào năm 1899, Tesla xây dựng 1 cuộn dây điện cao 50m, tạo ra dòng điện 12 triệu volt để truyền điện không dây qua một “quãng đường không khí” có thể làm phát sáng 200 bóng đèn. Sau khi bật công tắc, tia chớp “nhảy ra” khỏi cuộn dây nhưng không làm ai bị tổn thương. Thí nghiệm của Tesla đã chứng minh rằng bản thân trái đất có thể sử dụng để dẫn điện và không cần thiết phải có dây dẫn.

Năm 2006, giáo sư vật lý Marin Soljacic tại Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ) tiếp tục phát triển ý tưởng của Tesla, truyền điện không dây qua một phòng để thắp sáng bóng đèn 60watt. Soljacic điều chỉnh trường điện từ trong cuộn dây cho và nhận khiến chúng cộng hưởng ở cùng một tần số. Kết quả, quá trình này tỏ ra hiệu quả hơn và an toàn hơn so với những thí nghiệm của Tesla.

Tuy nhiên, người có công nâng tầm và đưa ứng dụng này đến sát với thực tiễn đời sống con người là Katie Hall, một nữ tiến sĩ sinh sống tại Utar, Mỹ. Hiện bà là Giám đốc Công nghệ tại WiTricity - một trong những công ty tiên phong trong lĩnh vực công nghệ “cộng hưởng không dây”. Mục tiêu trước mắt của bà cùng các cộng sự là xây dựng nên những ngôi nhà của tương lai - ở đó tất cả mọi thiết bị đều hoạt động nhờ vào một nguồn điện được truyền tải không qua dây dẫn, được bà đặt tên là WiTricity, giống như phương thức WiFi trong công nghệ internet. Và bước đầu bà đã thành công.

“Chúng tôi thực sự không đặt điện vào không khí. Những gì chúng tôi đang làm là đặt từ trường vào không khí. WiTricity xây dựng một “bộ cộng hưởng nguồn” - một cuộn dây điện phát ra từ trường khi có điện. Nếu có một cuộn dây khác được đưa lại gần, sẽ có điện tích được tạo ra, mà không cần đoạn dây nào cả. Khi bạn mang một thiết bị vào từ trường, nó tạo ra một dòng điện trong thiết bị và bằng cách đó, bạn có thể truyền điện”, bà giải thích về nguyên lý của “ý tưởng kỳ diệu” mà mình đang theo đuổi.

Đó là lợi ích dễ thấy nhất của công nghệ WiTricity. Tuy nhiên, công nghệ này không dừng lại ở đó, mà mục tiêu lớn nhất là hướng tới việc truyền tải năng lượng không dây có thể thực hiện dễ dàng như internet không dây, không chỉ trong nội bộ những căn nhà, mà còn vươn ra “thống trị” mọi hoạt động khác trong đời sống. Ví dụ: Smartphone sẽ sạc ngay trong túi người dùng khi họ đang đi lại, xe ô tô điện sẽ tiếp nhiên liệu trong khi đang chạy trên đường phố, các thiết bị y tế sử dụng năng lượng điện cấy dưới da không cần phải lấy ra để thay pin…

Ý tưởng về việc loại bỏ các loại dây dẫn sẽ giúp con người thiết kế lại mọi thứ theo cách mới. Điều này khiến cho các thiết bị và mọi thứ chúng ta tương tác trở nên hiệu quả và thiết thực hơn, thậm chí có thể mang nhiều chức năng hiện đại hơn. Đó thực sự là những cuộc cách mạng công nghệ có ý nghĩa vô cùng lớn lao.

Hiện tại, WiTricity đã trình diễn khả năng sạc điện cho laptop, điện thoại di động và tivi bằng cách gắn các cuộn dây cộng hưởng vào pin - tất nhiên mới chỉ trong khuôn khổ phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, ngay từ bây giờ, bà Hall đã mường tượng ra tương lai tươi sáng cho các gia đình khi không phải vướng víu vào dây điện: “Chúng ta sẽ không phải nghĩ về nó nữa: tôi sẽ lái xe về nhà và tôi không bao giờ phải vào trạm xăng, không bao giờ phải cắm điện sạc cho xe. Tôi thậm chí không thể hình dung mọi thứ sẽ thay đổi thế nào khi chúng ta sống trong môi trường điện không dây”.

Mới đây, tại Triển lãm CES 2014, WiTricity đã giới thiệu bộ sạc không dây đầu tiên dành cho iPhone. Hiện WiTricity cũng đang hợp tác với một công ty chuyên về thiết bị y tế để phát triển các thiết bị trợ tim không cần pin. Công nghệ đã mở ra cánh cửa cho bất kỳ thiết bị điện tử di động nào đang phải phụ thuộc vào pin.

Thách thức hiện nay là tăng khoảng cách mà điện có thể được truyền tải hiệu quả. Theo bà Hall giải thích, khoảng cách này liên quan đến kích cỡ của cuộn dây và WiTricity muốn hoàn thiện khoảng cách truyền tải điện đó. Vì vậy, WiTricity đang hy vọng về một sáng tạo mới: Những chiếc pin sạc không dây kích cỡ AA. Đó là điều nằm trong tầm tay, có thể sẽ được tung ra thị trường trong vòng 5 năm tới.