1.4.3 分支學科優(yōu)先發(fā)展領域一：空間電磁能量高效無線傳輸新原理及應用基礎

1.該領域的科學意義和國家戰(zhàn)略需求

無線電能傳輸是目前電氣工程領域最活躍的多學科、強交叉研究領域之一，也是一項顛覆性和變革性技術，被中國科學技術協(xié)會列為十項引領未來的科學技術之一。學術界和工業(yè)界對無線電能傳輸技術的需求十分巨大，已經(jīng)在消費電子與交通領域制定了多項國際標準，然而現(xiàn)有技術在傳輸距離、效率、安全性等方面仍無法滿足要求。同時，無線電能傳輸機理還需要進一步突破，提出有別于現(xiàn)有技術、基于新原理的無線電能傳輸技術，深化空間電磁耦合核心理論，并針對陸?？仗觳煌瑧脠龊咸岢隹煽坑行У募夹g方法。

2.該領域的國際發(fā)展態(tài)勢與我國的發(fā)展優(yōu)勢

目前，國際上無線電能傳輸技術在家用電子設備、智能家居、交通運輸和工業(yè)機器人等領域的技術成熟度較高，在物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療設備和航空航天等領域亦有較多研究，但仍存在功率密度低、對傳輸距離參數(shù)敏感及電磁兼容和電磁輻射等諸多問題。大功率、遠距離、復雜環(huán)境下的無線電能傳輸技術是未來重點攻關和重要發(fā)展方向，尤其微波/激光大功率遠距離無線電能傳輸是空中用電設備、移動用電設施、廣域分布用電節(jié)點等供電的關鍵技術，更將支撐構建“空-天-地”三位一體能源互聯(lián)系統(tǒng)。我國在無線電能傳輸技術領域的研究起步相對較晚，短距離、中距離、長距離等應用推進較為遲緩，在系統(tǒng)傳輸功率、傳輸效率、傳輸距離及可靠性和安全性方面需進一步提升。在大功率遠距離無線電能傳輸方面，中、日、美三國已展開了激烈競爭，今后專利和標準競爭將成為焦點。我國的發(fā)展優(yōu)勢在于“十二五”和“十三五”期間已加大無線電能傳輸技術應用方面的支持力度，相關研究水平發(fā)展迅速，在理論層面已達到國際先進水平，且已初步形成一批具有自主知識產(chǎn)權的理論成果與特色技術。

3.該領域的主要研究方向和核心科學問題

主要研究方向：①無線電能傳輸新原理與新方法；②具備廣域電磁能量傳輸特性的全向型電磁耦合與定向電磁能量調控；③電磁超材料/高功率超表面微波波束調控；④遠距離定向能傳輸技術；⑤電磁環(huán)境效應與生物安全性。

核心科學問題：①多理論和復雜環(huán)境應用層面電磁能量高效無線傳輸方法和機制；②極端條件（超大結構尺寸、超高功率、超高指向精度）波束能量高效無線傳輸基礎理論及其調控方法。

4.該領域的發(fā)展目標

發(fā)展無線電能傳輸?shù)男略?、新材料與新方法，突破復雜極端、遠距離環(huán)境下電磁耦合、電磁能量調控等技術瓶頸，建立具有特定多維度（功率、距離、效率、電磁安全）最佳融合的無線電能傳輸理論和技術體系，提升復雜極端環(huán)境下無線電能傳輸功率及效率，解決高功率微波射頻擊穿、千公里級傳輸?shù)碾姶爬碚搯栴}，并實現(xiàn)空間環(huán)境下多源/多目標（萬瓦級/千公里級系統(tǒng)）激光無線電能傳輸目標，推動深海、深空、深地層的高性能、高可靠無線電能傳輸技術突破及深度應用。