電力通過電線傳輸的常識被打破、電力在空中四處飛翔的時代即將來臨。如果能夠接收「飛來」的電力，純電動汽車（EV）就可以一直持續行駛，使用個人電腦時也不必擔心電量耗盡。因為智慧手機沒電而不能接電話的藉口恐怕會再也行不通了。有望實現這種前景的是通過電波發送電力的無線輸電技術。

 

       在空中飛行的小型無人機運送物資時會消耗大量電力。據悉即使裝上大型蓄電池，也只能持續飛行10～30分鐘。每次更換電池都需要著陸。

 

        如果無人機能夠在空中飛行時充電，那麼就能一直保持工作狀態。能將這種理想變為現實的是使用微波來傳輸電力的技術。

 

日本宇宙系統開發利用推進機構向飛行中的無人機供電

 

       日本宇宙系統開發利用推進機構通過發射電波的天線發送了1.6千瓦的電力，無人機獲得了60瓦，為內置電池補充電力，延長了飛行時間。目前只能傳輸數個百分點的電力，距離24小時連續飛行還十分遙遠。

 

        不過，技術的新芽正在茁壯成長。採用另一種方式的近距離輸電技術已經投入使用，只需把智慧手機放在充電器附近即可充電。如果進行接觸，傳輸效率能達到近8成。

 

        如果能夠隨時隨地供應電力，那麼社會將會發生巨大變化。無線輸電就好比通過拍打水面産生的波紋來驅動遠處的小型遊艇玩具。人們從設置在街頭的微波發生器旁邊路過時，即可為隨身攜帶的電子設備充電。這樣一來就不再需要尋找能使用電源插座的咖啡館。

 

        從電源中解放出來之後，以往的行動前提將會被打破，意識的變化會帶來革新。純電動汽車一直力爭充電一次就能像汽油車那樣長距離行駛，充電設備是其生命線。如果具備讓電力在空中傳遞的基礎設施，汽車就不再需要停靠至充電設備附近了。即使是近距離行駛汽車，也能發揮競爭力。

 

        由於發明藍色發光二極體（LED）而獲得諾貝爾物理學獎的日本名古屋大學教授天野浩如今要展開微波輸電的研究。天野浩預測稱，在不遠的將來「必須充電這一想法將從人的腦海中消失」。

 

      

       無線輸電也會對物聯網構成東風。設在工廠等的無數感測器如果分別安裝電池，更換時需要耗費工夫。而如果採用無線輸電，可以讓全部感測器接收電波，迅速完成充電。慶應大學的三次仁教授成功實施了用微波向6個帶感測器的元件輸送電力的實驗。還確認在約3米的距離下，元件可以雙向通信。

 

慶應大學正在研究用微波供電的元件雙向通信技術

 

       不僅如此，連發電站的概念也會消失。這是因為只要利用飄浮在太空的光伏電池發電，向地球輸送即可。太空光伏發電的構想力爭在2050年前後實現，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）等展開研究。這是向太空發射長寬超過2公里的光伏面板並進行輸電的宏大計劃。雖然距離拉長，但無線輸電的原理是相同的。

 

太空光伏發電系統示意圖（圖片由JAXA提供）

 

       另一方面，新時代也存在隱憂。微波還用於微波爐加熱食物。有聲音擔憂「從太空抵達地球的微波是否會導致飛行的鳥被烤熟、或者房屋著火」。此外，是否還會對地面的無線通信産生負面影響？

 

       針對「鳥被烤熟問題」，參與宇宙系統開發利用推進機構的無人機實驗的京都大學教授筱原真毅明確表示否定。在太空光伏發電當中，用於接受電力的面板也達到2.5公里左右，面積很大。筱原表示，「微波將朝著巨大的天線大面積分散傳輸。密度小，不會出現能量過於集中而造成危險的情況」。

 

       但是，微波的頻段附近還有Wi-Fi使用的頻段。出於對産生不良影響的擔憂，有可能圍繞電力的輸送方式産生爭論。

 

 

       讓電力飛行的想法有著悠久歷史，最早可追溯至1964年在美國推進的微波相關實驗。研究一度降溫，但隨著數位時代的到來，過去離不開電源的人類再次開始將目光投向輸電技術。

 

東京都市大學的鈣鈦礦型太陽能電池能以約20％的效率將藍色LED的光轉換為電能

 

       除了微波以外，東京都市大學正研究利用藍色LED光輸送電力的機制。新一代鈣鈦礦型太陽能電池照射藍光後，會將其變為電力。當今時代，電力正試圖飛離長期安居的電線。

 

       日本經濟新聞（中文版：日經中文網）三隅勇氣

 

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