Công nghệ sạc drone bằng laser tiến gần thử nghiệm bay thực tế
Các nhà khoa học Trung Quốc vừa trình diễn hệ thống sạc drone bằng laser khi đang bay. Công nghệ này dùng chùm laser công suất cao truyền năng lượng tới một bộ thu gắn dưới cánh máy bay, nơi ánh sáng được chuyển thành điện để chạy cánh quạt.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Hàng không Dân dụng Trung Quốc và Đại học Thanh Hoa đã thử nghiệm nguyên mẫu trên mô hình drone. Thiết bị thu hoạt động tương tự pin mặt trời, nhưng được tối ưu cho ánh sáng laser thay vì ánh sáng tự nhiên. Kết quả được công bố ngày 29/7 trên tạp chí Matter & Light, với trọng tâm không chỉ là vật liệu mà còn là cách tích hợp hệ thống vào một máy bay có thể vận hành thực tế.
Bộ thu được gọi là thiết bị song song perovskite laser cell-thermoelectric, hay PLC-TE. Vật liệu perovskite được quan tâm trong ngành pin mặt trời thế hệ mới nhờ khả năng hấp thụ nhiều dải ánh sáng hơn silicon. Khi chiếu laser xanh, bộ thu chuyển đổi 38,49% năng lượng ánh sáng thành điện, cao hơn mức đỉnh 34% từng được ghi nhận với pin song song perovskite-silicon theo số liệu của Bộ Năng lượng Mỹ.
Vấn đề lớn nhất là nhiệt. Trong thử nghiệm ban đầu, camera nhiệt ghi nhận thiết bị nóng tới 80-90 độ C, làm giảm hiệu suất và đặt ra rủi ro khi vận hành trên máy bay nhẹ. Để xử lý, nhóm nghiên cứu đưa các tinh thể nano antimony triselenide vào thiết kế PLC-TE nhằm tạo lớp cản nhiệt, đồng thời tận dụng luồng gió từ cánh quạt drone để làm mát mặt lạnh của bộ thu.
Công nghệ này được kỳ vọng phục vụ các nhiệm vụ trinh sát, hậu cần, cứu trợ thiên tai, giám sát rừng và giao hàng, nơi thời lượng pin vẫn là giới hạn lớn của drone. Tuy vậy, nhóm nghiên cứu cho biết cần phát triển hệ thống bám mục tiêu thời gian thực để chiếu laser chính xác vào bộ thu trên drone đang bay, trước khi thử nghiệm trên drone hạng nhẹ ngoài trời. Nếu vượt qua các rào cản đó, sạc không dây bằng laser có thể giảm đáng kể nhu cầu hạ cánh để thay pin và mở đường cho các nhiệm vụ UAV dài hơn nhiều so với hiện nay.