在广袤的田野上空，农业无人机正成为现代化农业生产的主力军，它们承担着农药喷洒、作物监测、施肥播种等重要任务。然而，充电难题却像一道枷锁，严重制约着农业无人机的工作效率与应用范围。传统的有线充电方式不仅耗时久，频繁插拔还容易造成接口损坏，影响设备使用寿命，极大地限制了无人机的作业连续性。 近日，一支科研团队依托学校新材料协同创新研究中心，在农业无人机无线充电领域取得了重大突破。他们凭借坚定的决心和不懈的努力，历经 600 天日夜攻坚，完成 3500 次工艺改进与上万次性能测试，成功攻克能量损耗高、功率密度低、散热性差等核心难题，为农业无人机带来了全新的无线充电解决方案。 针对充电效率问题，团队采用基于铁钴基纳米晶与氧化镁胶粘剂的烧结技术，对无人机无线充电模组纳米晶导磁片材料进行改进。通过调控材料内部微观结构，大幅提高磁导率，实现大功率无线充电。与传统铁氧体材料相比，该技术有效改善了充电发热问题，使充电效率达到 90% 以上。同时，基于非晶软磁合金铁芯包裹直线型铜导线结构技术，实现 DC-DC 转换器高功率密度和小型化减重，供电电压从 12V 提升到 48V，峰值效率高达 96%，能够充分满足农业无人机中导航、泵机、雷达传感器等多种设备的高功率需求。 在散热方面，基于氮化镓开关器件的转换器散热技术成为关键。团队通过溶胶凝胶法制备出高质量氮化铝薄膜，在电源转换器表面形成散热涂层，使充电效率进一步提升，散热性能提高 10%。这些创新技术的应用，就如同为农业无人机装上了一颗强劲的 “高效心脏”，不仅提升了充电效率，还延长了无人机的使用寿命，为智慧农业的加速发展提供了有力支撑。 |
