“手机兜里揣，电从天上来”！———揭露隔空充电的秘密！

作者：关晓（科普作者）审稿：黄宇（北京市科学技术情报研究所 助理研究员）?

就在前不久，某国产品牌推出隔空充电技术，并表示率先在其即将上市的手机上应用。据悉，该技术已经实现可数米半径内单设备5瓦远距离充电，多设备也可同时充电，即便异物遮挡也不降低充电效率。这种只存在于科幻电影中的场景，已经成为现实。那么这种隔空充电技术到底是如何实现的呢？它对人体健康有无影响呢？

从无线充电到隔空充电

无线充电的概念并不新鲜，可以追溯到1890年。当时大名鼎鼎的物理学家、电气工程师尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）提出使用大气电离层来实现全球无线供电，但因财力不足，特斯拉提出的大胆构想并没有实现。直到2007年，美国麻省理工学院的研究团队把共振运用到电磁波的传输上，成功“抓住”了电磁波，利用铜制线圈作为电磁共振器，实现了电力无线传导。这项被他们称为“无线电力”的技术经过多次试验，成功点亮了两米外的60瓦灯泡。尼古拉·特斯拉（图源：百度百科）此后，随着智能电子设备的迅速发展，无线充电设备也陆续问世，尤其是2017年以来，一些国内外科技大厂推出的智能手机、智能手表、平板电脑等设备都开始支持“无线充电”技术。然而，此时市场上的“无线充电”设备并没有真正实现“无线”。无线充电技术主要分为三大类——电磁感应技术、电磁共振技术和无线射频技术。而电磁感应和电磁共振两种无线充电技术其实并非 “真正无线”，仍需设备与充电底座保持较近距离。我们现在大多无线充电设备运用的是电磁感应技术，最大优点就是充电效率高，转换率通常在80%左右，而它的弊端也很明显，就是手机必须要和充电板紧贴在一起，自由充电距离几乎为零。此种情况下，无线射频技术无疑成为未来突破这一限制的主要技术路径。

隔空充电技术的核心

此次推出的隔空充电技术，其实就是一种无线射频技术，这类技术的原理就是以空间电场为媒介进行能量传输。目前，该品牌推出的隔空充电技术主要包括空间定位和隔空能量传输两个核心技术：隔空充电桩需要精准探测手机位置，再通过手机内置的144根天线阵列，将发送过来的毫米波接收并转化为电能，手机端通过微型信标天线接收，可以在半径数米的空间内，实现功率为5W的远距离无线充电，从而实现隔空充电功能。并且，它同时还支持多设备同时充电（每台设备均支持5W），异物遮挡和使用手机时也不受影响。虽然5W的功率放在现在的电子行业中并没有什么优势，但之前美国一些先发企业所推出的解决方案，大多也仅有1W—2W左右的充电功率，其充电效率过低，无法在消费电子领域大规模应用。智能家居随着这项技术的不断成熟，隔空充电技术将走进家庭。未来，除了智能电子设备以外，智能家居和智能穿戴设备也将支持隔空充电技术。隔空充电技术让房间实现无线化，让智能家居和智能穿戴设备正式进入无线充电时代，智能家居产品能够自由移动并且24小时在线。

隔空充电还有哪些挑战？

此次推出的隔空充电技术，无疑给我们带来了巨大惊喜，但同时，就现有技术发展来看，还有一些问题亟待解决。首先，5W的充电功率效率较低，仍然需要进一步提升。其次，隔空充电技术的充电桩体积较大，工艺较复杂，成本高，售价也比较高，如何降到一个消费者可以接受的价格范围，也是企业需要考虑的问题。

隔空充电技术的辐射对人体健康有无影响？

一说到辐射，很多人就变得惶恐不安。其实宇宙中只要有温度的东西都会有辐射，我们生活在各种物体的辐射之下。生活中不可缺少的大型家电，如电冰箱、洗衣机、电脑、电视机、空调，小型家电如台灯、微波炉、吸尘器、吹风机、电熨斗、无绳电话，甚至剃须刀都有电磁辐射，当然，家用电器的电磁辐射量均在国家安全范围之内，我们只要对其进行正确以及适度的使用，是不会对人体健康造成危害的，人们也不必为每天生活于这些电器之中而过分担忧。此次推出的隔空充电技术的辐射也同这些家电一样，只是普通的电磁辐射，通过波束成形将毫米波定向发射给手机进行充电。毫米波能量低，目前的隔空充电功率仅为5W，还没有家庭使用的灯泡功率大。且毫米波不同于α、γ和β射线，它不会对照射物体产生化学反应，从而也不会使物体产生任何 DNA 变化，目前没有任何一项实验数据表明，毫米波的辐射会给人体健康带来负面影响。即使我们以发展的眼光来看待，更高功率的隔空充电技术不久后会到来，但我们有理由相信，科技的不断进步也会继续保障辐射安全。电磁辐射（图源：百度百科）从2017年至2019年，电子产品的无线充电发展完成了充电功率飞跃式的提升，从7.5W到80W，提升了十倍有余。而从2021年开始，隔空充电技术的发布，无线充电的方式又发生了颠覆性改变。诚然，我们看到隔空充电这项技术还有一些需要完善的地方，但相信在不久的未来，隔空充电技术会越来越完善，为用户带来更好的体验。