Бездротова зарядка вже стала звичною для багатьох гаджетів. Тепер дослідники прагнуть підняти цю технологію в небо, розробивши систему для заряджання дронів безпосередньо під час польоту за допомогою лазера. Це відкриття, опубліковане 29 липня в журналі Matter & Light, потенційно усуває ключову перешкоду для безпілотників — обмежений час автономної роботи, що є критичним для довготривалих місій, як-от моніторинг лісів, зон лиха чи доставка посилок.
Вчені створили легкий приймач, схожий на сонячний елемент, який ефективно перетворює лазерну енергію на електрику. Ця тандемна конструкція, що складається з перовскітного лазерного елемента та термоелектричного модуля (PLC-TE), оптимізована саме для лазерів. Перовскітний шар перетворює лазерну енергію в електроенергію, а термоелектричний шар поглинає тепло, яке інакше було б втрачене, підвищуючи загальну ефективність. Однак перші випробування показали, що потужні лазери сильно нагрівають пристрій, знижуючи його продуктивність.
Для вирішення проблеми перегріву дослідники інтегрували в PLC-TE спеціалізовані нанокристали. Вони діють як тепловий бар’єр, сповільнюючи передачу тепла і допомагаючи підтримувати високу ефективність пристрою. Завдяки цій інновації система досягла 38,49% ефективності перетворення вхідної енергії від зеленого лазера на електрику. Це один із найвищих показників для даного класу технологій. Для демонстрації концепції пристрій успішно живив пропелер на нерухомій моделі дрона, а повітряні канали в крилі додатково охолоджували систему.
Наступним кроком буде випробування системи на легкому літаючому дроні. Серед ключових завдань — точне наведення лазерного променя на рухомі об’єкти та забезпечення безпеки технології для людей, птахів і авіації. Успішна реалізація цієї розробки може кардинально змінити експлуатацію безпілотників, дозволяючи їм виконувати багатогодинні місії без необхідності повертатися для заміни чи зарядки батарей. Хоча ідея передачі енергії лазером не нова, цей проєкт унікальний своєю увагою до інтеграції приймача в конструкцію дрона та активного охолодження.
