無線充電可以更廣泛地稱為無線輸電。不用電線就可以輸電，在許多方面都有十分重要的應用價值，甚至可以極大地改變未來世界的面貌。那么到目前為止，怎樣的技術可能做到這一點？
電磁感應就是無線輸電
說到短程電力傳輸的方法，其實一點不神秘，我們在中學課本上就都學過了，那就是電磁感應。
早在1831年，邁克爾·法拉第就發現了磁與電之間的相互聯系和轉化關系。只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就會產生感應電流。電磁感應無線輸電就是在發送端和接收端各有一個線圈，初級線圈上通一定頻率的交流電，根據電磁原理可以在線圈的周邊形成一個交變的磁場空間，根據電磁感應原理在次級線圈中產生一定的電流，電能可以隔著很多非金屬材料進行傳輸，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。
電磁感應傳輸功率大，效率高，能達幾百千瓦。最早的無線充電方式都是使用線圈感應技術，由于感應技術的限制，充電器和設備只能在很近的距離，并且擺放位置極為苛刻才能完成充電。這種方式傳輸距離上限是10厘米，一般適用于為小型便攜式電子設備供電。
2007年，微軟亞洲研究院設計和實現了一種通用型無線供電桌面，隨意將筆記本電腦、手機等移動設備放置在桌面上，即可自動開始充電。
共振傳輸把距離提高到米級
電磁感應輸電傳輸距離過短，顯然不能令人滿意。那么，有沒有什么更好的辦法呢？
2007年6月，美國麻省理工學院的馬林·索爾賈希克研究小組宣布，利用電磁共振技術成功點亮了一個距離電源約2米遠的60瓦電燈泡，電能傳輸效率達到40%。該項技術的發布，引起世界范圍內磁諧振無線輸電裝置的研發熱潮，德國、日本、新西蘭等國家很快跟進了這方面的研究。
電磁共振式也稱為近場諧振式，由能量發送裝置和能量接收裝置組成，當兩個裝置調整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振時，它們就可以交換彼此的能量，其原理與聲音的共振原理相同，排列在磁場中的相同振動頻率的線圈，可從一個向另一個供電。
共振傳輸的距離比普通感應式更遠一些，而且充電時不必擔心非絕緣的金屬材質干擾（電磁感應輸電需要手機背部材質不能為金屬），被認為是將來最有希望廣泛應用于電動汽車無線充電的一種方式。
不過，共振傳輸充電技術仍然受到傳輸距離的限制，充電設備只能和充電器距離很近，最多大約3至4米。為了提高無線傳輸距離，人們又開發了射頻電能傳輸技術，它是通過功率放大器發射射頻信號，然后通過檢波、高頻整流后得到直流電，供負載使用。射頻電能傳輸距離較遠，能達10米，但傳輸功率很小，為幾毫瓦至100毫瓦。這種無線輸電方式可為手機、MP3、汽車配件、體溫表、助聽器及人體植入儀器等提供無線電力傳輸。
長距離輸電要靠微波和激光
無線輸電能不能輸送得更遠一些？這是人們努力的方向，在技術原理上也找到了基本的形式，只是要把它化為真正的實際還有艱苦的路程。
從原理上說，遠程電力傳輸可利用微波或激光形式來實現。微波或激光發射到遠端的接收天線，然后通過整流、調制等處理后使用。
微波電能傳輸是將電能轉化為微波，讓微波經自由空間傳送到目標位置，再經整流轉化成直流電能，提供給負載。微波已廣泛應用于微波爐、氣象雷達、導航和移動通信等領域。微波電能傳輸適合應用于大范圍、長距離且不易受環境影響的電能傳輸，如空間太陽能電站、低軌道和同步軌道衛星供電等。
激光電能傳輸是利用激光可以攜帶大量的能量，用較小的發射功率實現較遠距離的輸電。激光方向性強、能量集中，不存在干擾通信衛星的風險，但障礙物會影響激光與接收裝置之間的能量交換，射束能量在傳輸途中會部分喪失。
2015年3月，日本宇宙航空研究開發機構宣布，研究人員利用微波將1.8千瓦電力以無線方式，精準地傳輸到了55米距離外的一個接收裝置。日本三菱重工集團也宣布，其科研人員將10千瓦電力轉換成微波后輸送，其中部分電能成功點亮了500米外接收裝置上的LED燈。三菱重工表示，這一技術將會被用于太空太陽能發電系統。
去年10月傳來消息，俄羅斯火箭宇航能源公司的科研人員，在1.5公里的距離上利用激光束成功實現了為手機無線充電，在遠距離無線輸電技術上取得巨大進展。在這次實驗中，俄羅斯火箭宇航能源公司的科研人員，把激光裝置放置在莫斯科郊外一幢樓的六層，在另外一幢樓的頂部安裝了直徑10厘米的激光接收器，該接收器借助一特殊設備將激光能量轉化為電能，這一特殊設備與手機充電器連接。實驗中，無線充電的距離達到了1.5公里。
研究人員還介紹說，該實驗的最終目的不是為手機充電，而是實現在太空中為各類航天器進行無線充電，比如，在國際空間站上為俄羅斯“進步”號貨運飛船充電，而它們之間的距離在1000米至2000米之間。目前的光電轉換器效率已經達到60%，因此，利用激光裝置從一個航天器向另外一個航天器傳輸電能非常有效。
史海回眸
百多年前“突發奇想”
盡管無線輸電技術在今天看來屬于前沿新興科技，但早在一百多年前，“無線輸電之父”尼古拉·特斯拉就對無線輸電展開過探索。
1899年，特斯拉在紐約建造了無線電能發射塔，他構想的無線輸電方法，是把地球作為內導體、地球電離層作為外導體，通過放大發射機以徑向電磁波振蕩模式，在地球與電離層之間建立大約8Hz的低頻共振，再利用環繞地球的表面電磁波來傳輸能量。然而，特斯拉的無線輸電構想并沒有得到實現。
柳暗花明
無線充電拯救電動汽車？
無線充電對手機、電腦、相機等電子產品而言，只是個錦上添花的新功能，但對電動汽車產業的影響將是革命性的，有可能是啟動整個電動汽車市場的關鍵。
電池續航能力一直是電動汽車產業快速發展的羈絆，在電池技術短時間無法突破時，改進充電模式就成為另一個突破方向。2012年，美國斯坦福大學首次提出“駕駛充電”概念，為電動汽車充電提出了新的解決方案，這意味著電動汽車可不必停下來充電而無限地跑下去。
設想一下，如果有一天，人們邊開車邊充電（需在道路設置無線充電裝置）、停進車庫按下按鈕也可以充電。屆時，這種動態充電與靜態充電結合的電動汽車，將變成不折不扣的“傻瓜”車。
未來大觀
太空發電站成敗 關鍵看無線輸電
為了擺脫地球環境和能源危機，1968年美國工程師彼得·格拉澤提出空間太陽能發電概念，其構想是在地球外層空間建立太陽能發電基地，通過微波將電能傳輸回地球，并通過整流天線把微波轉換成電能。
研究人員計劃在太空建一座太陽能發電站：將一些地球衛星送入距地面3.6萬公里高的同步軌道上，衛星上的光電板將太陽的光能轉換為電能，然后將電能用微波的形式傳送到地球表面。太空上的光電板平均每平方厘米可以接收140毫瓦的光能，為地球表面光能接收效率的8倍。而且在太空，光能的接收不受晝夜、陰晴和季節變化的影響。
毫無疑問，無線輸電技術對于空間太陽能發電站的實現有著至關重要的作用。據報道，日本三菱重工集團計劃在2030年至2040年，運用微波輸電技術將太空的發電裝置獲得的電能通過微波向地面傳輸。據估算，如果使用直徑兩三千米的巨大太陽能電池板進行太空發電，將能達到一臺常用的百萬千瓦裝機容量的核電機組發電水平。
