Volgens de Japanse "Nikkei Sangyo Shimbun", die op 10 juli werd gerapporteerd, kan Tokyo met een laserlichtobject lichtenergie omzetten in elektriciteit. Op deze manier kunnen niet alleen mobiele telefoons en oplaadkabels voor huishoudelijke apparaten worden bespaard, maar hoeft het elektrische voertuig (EV) ook niet te stoppen om op te laden. Dit leven zonder laadkabels kan in 2050 gerealiseerd zijn.
Het principe van laseropladen is heel eenvoudig: elektrische energie wordt gebruikt om laserlicht uit te zenden en het object dat door het laserlicht wordt bestraald, wordt vervolgens omgezet in elektrische energie door een stroomopwekkingspaneel. Tomoyuki Miyamoto, universitair hoofddocent aan het Tokyo Institute of Technology, zei dat laseropladen zo snel mogelijk in de praktijk kan worden gebracht als de efficiëntie- en veiligheidsproblemen kunnen worden opgelost.
Miyamoto's team is erin geslaagd lasers te gebruiken om ongeveer 10 watt stroom te leveren. Ze kunnen het ook gebruiken om radiobesturingssystemen te manipuleren en lasers op de grond te gebruiken om drones stil te houden. Bovendien kan hun technologie ook onderwaterdrones opladen, omdat het niet wordt gehinderd door water.
De meeste van de meer gangbare technologieën voor draadloos opladen maken tegenwoordig gebruik van het principe van elektromagnetische inductie, waarbij gebruik wordt gemaakt van het magnetische veld dat wordt gecreëerd wanneer een spoel wordt geactiveerd om elektrische energie te leveren. Draadloos opladen van mobiele telefoons is een praktijkvoorbeeld. Hoewel deze methode een laadefficiëntie van ongeveer 90 procent heeft, moet de afstand tussen de telefoon en de oplader binnen enkele centimeters worden gehouden.
Op langere afstanden is de meer favoriete optie draadloos opladen in de magnetron. Deze technologie vereist het gebruik van elektromagnetische golven van een specifieke golflengte. Bij opladen over lange afstanden neemt de transmissie-efficiëntie echter aanzienlijk af met de afstand, waardoor het moeilijk wordt om krachtige transmissies uit te voeren. Bovendien kunnen elektromagnetische golven ruis veroorzaken in de machine van de ontvanger, wat gemakkelijk storingen kan veroorzaken.
Daarentegen kan de energieomzettingsgraad van een laser op ongeveer 50 procent worden gehouden bij krachtoverbrenging over lange afstanden. Laser wordt algemeen beschouwd als een technisch middel om draadloos opladen over lange afstanden met hoog vermogen te realiseren.
Deze oplaadmethode is echter niet perfect, het veiligheidsprobleem is erg lastig. Omdat het laservermogen erg hoog is, moet het menselijk lichaam, zodra het erg gevaarlijk is, ervoor zorgen dat het gebruik van een onbemande omgeving, of de relevante plaatsen van personeel toegang hebben tot strikt beheer.
Miyamoto zei dat laserlaadtechnologie eerst kan worden uitgeprobeerd op onbemande magazijnsensoren en automatisch geleide voertuigen (AGV's). In alle hoeken van het magazijn zijn onbemande magazijnsensoren opgesteld, sommige kunnen zich ook vrij in het magazijn bewegen en kunnen vanaf de bovenkant van het magazijn laser continu opladen. De technologie zal naar verwachting rond 2030 operationeel zijn.
Ook proberen de onderzoekers apparaten en mobiele telefoons op te laden terwijl er iemand bij is. Ze zorgen voor veiligheid door de locatie van een persoon te bepalen door middel van componenten zoals camera's en het afvuren van de laser te stoppen zodra een persoon nadert. Met dit soort technologie kunnen elektrische auto's continu met hoog vermogen worden opgeladen met lasers om ze in beweging te houden.
In het buitenland zijn de ene na de andere startups op dit gebied opgericht.
Het in de VS gevestigde PowerLight Technologies en het Zweedse Ericsson hebben samengewerkt aan empirische experimenten met draadloze laservoeding voor 5G-basisstations. Het Israëlische Wi-Charge ontwikkelt draadloze oplaadtechnologie voor IoT-apparaten.
Miyamoto legt uit dat Japan daarentegen weinig praktische vooruitgang heeft geboekt, maar dat er een groeiend aantal bedrijven geïnteresseerd is in het veld. Miyamoto en anderen werken aan het bevorderen van het delen van informatie via gerelateerde seminars.
Eerder werden lasers gebruikt om herinneringen te maken, zoals cd's en dvd's, naast het gebruik op het gebied van informatiecommunicatie, zoals optische vezels. Het is ook gebruikt om metalen te bewerken door gebruik te maken van de warmtegenererende functie van laserfocussering, wat onmisbaar is voor de industrie.
Ook op het gebied van gezichtsherkenning en autonoom rijden komen lasers tot hun recht. De gezichtsherkenningsfunctie van mobiele telefoons maakt gebruik van infraroodlasers om driedimensionale kenmerken van het gezicht te verkrijgen om te bepalen of de gebruiker de eigenaar is.
Auto's kunnen lasers gebruiken om hun omgeving in autonome rijmodus te verlichten om de vorm en locatie van obstakels te bepalen.
Het aantal scenario's waarin lasers kunnen worden gebruikt, blijft groeien. Er zijn pogingen om de hoge energie-inhoud ervan te gebruiken voor de opwekking van kernfusie. Krachtige lasers zijn gericht op een enkel punt en een fusiereactie wordt mogelijk gemaakt door compressie en verwarming onder omstandigheden met een hoge dichtheid. Startups in verschillende landen zijn actief bezig met gerelateerde R&D-activiteiten.
In de landbouw kunnen lasers worden gebruikt om de groei van planten en de bodemgesteldheid te monitoren, maar ook om onkruid en insecten te verwijderen, waardoor het gebruik van bestrijdingsmiddelen wordt verminderd en onbemande plantenfabrieken worden gerealiseerd.
In de toekomst zullen lasers ook op verschillende gebieden worden gebruikt.
