第 194 章 远程无线充电技术（中）
沈巍也不矫情，直接道：”李总，齐总，王教授。我不知道你们对无线充电方案了解多少，我从最常见的来说吧。目前最常见的无线充电方案是电磁感应方案，其原理是在充电器底座和终端各安装一个导电线圈，当两者靠近时，发射线圈基于一定频率的电流通过，产生电磁感应，从而在接受线圈内产生一定电流。从而将电能从发射端转移到接收端，最终完成充电。
这项技术并不复杂，几十年前就已经在工厂、实验室、矿山等等许多场景中都有应用，目前的一些高端手机，只不过是把充电线圈集成到充电器和手机当中，这就是所谓手机中的无线充电功能。
不过基于电磁感应实现的无线充电功能有一个很大的缺点，那就是传输距离非常短，在时常使用场景中，接收端设备必须紧贴着发射端，就比如手机只要稍微从充电器底座上拿起，立刻就会断电。这就导致了想要给手机充电，必须放在充电器底座上，根本无法远离，这就跟数据线充电区别不大了。所以手机厂商完全是把无线充电功能当个噱头来卖，根本不实用。
除了电磁感应无线充电方案外，还有像磁共振，无线电波，超声波等等解决方案，但是目前研究深入不够，连实验室中都无法做出可用的样品。”
沈巍说到这里，喝了口水，李月琪知道接下来该进入正题了，于是捧哏道：“那咱们团队研发的无线充电技术与这些又有什么不同呢？又是怎么解决距离问题的呢？“
沈巍继续道：“在2013年的时候，老美耶鲁大学的帕尔西斯·康斯坦丁教授曾经在《自然》杂志上发表过一篇关于wifi无线充电的论文，当时在论文中提出了一种构想，开发一种半导硅整流装置，由集成天线获取wifi信号被转化为电子的直流电流，从而实现无线充电功能。
在论文的公开资料中显示，康斯坦丁教授的团队，在实验中利用半导硅整流天线，接触到约150微瓦的wifi信号时，可以产生大约45微瓦电流的电量。这些电量完全可以实现所有智能手机在日常场景的使用中，进行不间断的涓流充电。
这种充电方案的优势非常明显，很好的解决了充电距离问题和充电持续问题。我们都知道，wifi信号的覆盖范围非常广，一部几十元的wifi路由器，完全可以覆盖全家100多平米的全部区域，而且由于电磁波的折射和衍射功能，wifi信号一般都可以无视房间内的遮挡。而且wifi信号的电磁波是持续源源不断的在发射，信号甚至比很多手机信号还要强。只要wifi信号不断电，哪怕没有数据包，也可以实现不间断长距离充电。
当然，这些还都只是在实验室理想的状态下实现的，实际上问题很多。比如具体充电对象的定位问题，我们都回到wifi信号是全区域覆盖的，怎么让它给指定的手机充电呢？
再比如成本问题，半导硅整流天线目前价格极其昂贵，单价高达300万美元以上，据说当时康斯坦丁的团队整个实验下来总共花费高达6000万美元以上，才完成了整个实验。而且这种天线个头很大，计划无法整合进手机当中。“
李月琪又问道：“那咱们的团队是如何解决这些问题的呢？“
沈巍笑道：“李总不要着急，听我慢慢说。咱们团队两年前就看到了，在实验室的条件下复刻了康斯坦丁教授的实验，证实了wifi充电的可行性。但是和康斯坦丁的问题一样，成本很好，半导硅整流天线需要用到高纯度单晶硅，这是跟芯片行业抢食。即使我们自己做，单个成本也不会低于500万人民币。所以我们团队经过反复摸索实验，找到了另一种可替代材料——氮化镓。
氮化镓和石墨烯一样，一直被认为是下一代半导体的主要材料，现在市场上已经有一些公司再用氮化镓来做芯片了。只是一直以来还没有成果。
我们可以用氮化镓替代高纯度单晶硅来做整流天线，虽然氮化镓目前市场价也不低，但是由于氮化镓的导电性和可塑性都好于单晶硅，所以如果使用氮化镓做整流天线，我们可以大幅降低成本，在实验室内，我们可以把单个整流天线的成本降低至10万人民币以内。根据我们团队计算，如果放到工厂批量生产，再加上氮化镓的集采优势，成本还会继续降低，最保守估计也可以降至2000元之内。当然了，如果继续投入资金研究，成本还可以继续降低。BIquGe.biz
另外就是充电定位问题了，wifi信号是覆盖性信号，但是如果要给手机或者其他物品充电，就必须有针对性，只有这样才能大幅提高充电的功率和效率。这就是姜助理的强项了，李总，下面请姜助理为您介绍如何？“
李月琪等人把目光转向姜宝山，想听听他的远程充电定位解决方案。
姜宝山显然有些不善言辞，犹豫了一下道：“李总，我的方案是设计一个笼式结构，然后用氮化镓和碳离子分别包裹住接收器的正负两极，然后根据两种材料的不同特性，加大正负离子的压强，形成一个电极闭环电路，反复增强充电功率。然后我们团队针对这种闭环编写了一套定位程序，用软件的思路解决，当在wifi电流场内出现这种闭环电路时，就会形成场内电流负压中心，然后在通过我们的软件定位程序，针对这种负压中心进行定位和充电。
这样一来，定位问题和功率效率问题，就都解决了。根据我们的样品实验，这种方案理论上可以在wifi覆盖区域内，实现多台设备的完美定位，同时理论上可以无上限的增强充电功率，而理论效率最高也可以达到95%以上。“
李月琪问道：“理论功率无上限？那你们现在可以做到的功率有多少？电能转化效率又有多少？”
姜宝山略微带有一点骄傲地道：“目前受限于wifi的发射功率不够大，我们最多可以做到集成到手机中的单个接收天线200微瓦的充电功率。而转化效率最高也已经有65%左右了。“
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沈巍继续道：“在2013年的时候，老美耶鲁大学的帕尔西斯·康斯坦丁教授曾经在《自然》杂志上发表过一篇关于wifi无线充电的论文，当时在论文中提出了一种构想，开发一种半导硅整流装置，由集成天线获取wifi信号被转化为电子的直流电流，从而实现无线充电功能。
在论文的公开资料中显示，康斯坦丁教授的团队，在实验中利用半导硅整流天线，接触到约150微瓦的wifi信号时，可以产生大约45微瓦电流的电量。这些电量完全可以实现所有智能手机在日常场景的使用中，进行不间断的涓流充电。
这种充电方案的优势非常明显，很好的解决了充电距离问题和充电持续问题。我们都知道，wifi信号的覆盖范围非常广，一部几十元的wifi路由器，完全可以覆盖全家100多平米的全部区域，而且由于电磁波的折射和衍射功能，wifi信号一般都可以无视房间内的遮挡。而且wifi信号的电磁波是持续源源不断的在发射，信号甚至比很多手机信号还要强。只要wifi信号不断电，哪怕没有数据包，也可以实现不间断长距离充电。
当然，这些还都只是在实验室理想的状态下实现的，实际上问题很多。比如具体充电对象的定位问题，我们都回到wifi信号是全区域覆盖的，怎么让它给指定的手机充电呢？
再比如成本问题，半导硅整流天线目前价格极其昂贵，单价高达300万美元以上，据说当时康斯坦丁的团队整个实验下来总共花费高达6000万美元以上，才完成了整个实验。而且这种天线个头很大，计划无法整合进手机当中。“
李月琪又问道：“那咱们的团队是如何解决这些问题的呢？“
沈巍笑道：“李总不要着急，听我慢慢说。咱们团队两年前就看到了，在实验室的条件下复刻了康斯坦丁教授的实验，证实了wifi充电的可行性。但是和康斯坦丁的问题一样，成本很好，半导硅整流天线需要用到高纯度单晶硅，这是跟芯片行业抢食。即使我们自己做，单个成本也不会低于500万人民币。所以我们团队经过反复摸索实验，找到了另一种可替代材料——氮化镓。
氮化镓和石墨烯一样，一直被认为是下一代半导体的主要材料，现在市场上已经有一些公司再用氮化镓来做芯片了。只是一直以来还没有成果。
我们可以用氮化镓替代高纯度单晶硅来做整流天线，虽然氮化镓目前市场价也不低，但是由于氮化镓的导电性和可塑性都好于单晶硅，所以如果使用氮化镓做整流天线，我们可以大幅降低成本，在实验室内，我们可以把单个整流天线的成本降低至10万人民币以内。根据我们团队计算，如果放到工厂批量生产，再加上氮化镓的集采优势，成本还会继续降低，最保守估计也可以降至2000元之内。当然了，如果继续投入资金研究，成本还可以继续降低。BIquGe.biz
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姜宝山显然有些不善言辞，犹豫了一下道：“李总，我的方案是设计一个笼式结构，然后用氮化镓和碳离子分别包裹住接收器的正负两极，然后根据两种材料的不同特性，加大正负离子的压强，形成一个电极闭环电路，反复增强充电功率。然后我们团队针对这种闭环编写了一套定位程序，用软件的思路解决，当在wifi电流场内出现这种闭环电路时，就会形成场内电流负压中心，然后在通过我们的软件定位程序，针对这种负压中心进行定位和充电。
这样一来，定位问题和功率效率问题，就都解决了。根据我们的样品实验，这种方案理论上可以在wifi覆盖区域内，实现多台设备的完美定位，同时理论上可以无上限的增强充电功率，而理论效率最高也可以达到95%以上。“
李月琪问道：“理论功率无上限？那你们现在可以做到的功率有多少？电能转化效率又有多少？”
姜宝山略微带有一点骄傲地道：“目前受限于wifi的发射功率不够大，我们最多可以做到集成到手机中的单个接收天线200微瓦的充电功率。而转化效率最高也已经有65%左右了。“
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