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Drahtlose Stromversorgung
Eines Nachts im Jahr 2002 hörte der MIT-Physiker Marin Soljacˇic´ das Zirpen seines Handys, das ihn wissen ließ, dass der Akku den letzten Rest seines Saftes verlor. Genervt begann er sich zu fragen, ob es irgendwelche physikalischen Prinzipien gäbe, die es ermöglichen würden, den Akku des Telefons bequemer aufzuladen. In den nächsten drei Jahren arbeiteten Soljacˇic´, Doktorand Aristeidis Karalis und Physikprofessor John Joannopoulos hin und wieder daran, ein theoretisches Schema zum kabellosen Laden von Geräten zu entwickeln.
Marin Solijacic (links), Aristeidis Karalis und John Joannopoulos veranschaulichen, wie Magnetismus Energie drahtlos übertragen kann.
Wir sind sehr gut darin, Informationen drahtlos zu übertragen, sagt Soljacˇic´. Aber es war viel schwieriger, Energie auf die gleiche Weise zu übertragen, weil sich die Strahlung ausbreitet und das meiste davon in der Umgebung verloren geht. Soljacˇic´ und sein Team schlagen vor, eine Strombasisstation zu entwickeln, die an eine Wand angeschlossen werden kann, ähnlich wie eine Wi-Fi-Basisstation; aber es würde große Energie aus nächster Nähe abgeben. Theoretisch würden Geräte wie Mobiltelefone oder Laptops in Reichweite der Strombasisstation ihre Energie aufnehmen.
In den 1890er Jahren, bevor Stromkabel üblicherweise Strom über große Entfernungen transportierten, schlug der Physiker und Elektroingenieur Nikola Tesla vor, ihn durch die Luft zu beamen. Heute wird zum Laden elektrischer Zahnbürsten eine Form der drahtlosen Energieübertragung verwendet, die als induktive Kopplung bezeichnet wird. Strom, der durch die Drähte in der Basisstation einer Zahnbürste fließt, erzeugt ein magnetisches Feld; Dieses Feld induziert einen Strom in den Drähten eines nahegelegenen Zahnbürstengriffs und lädt den Akku der Zahnbürste auf. Diese Technik hat jedoch eine begrenzte Reichweite.
In seinem drahtlosen Energiesystem, erklärt Soljacˇic´, würde die Basisstation einen Raum mit einem niederfrequenten elektromagnetischen Feld im Bereich von wenigen Megahertz füllen. Ein Gerät wäre mit einem Empfänger ausgestattet, wie die Stromsammelschaltungen, die in RFID-Tags verwendet werden, um Umgebungsenergie zu sammeln. Die Schaltung von Soljacˇic wäre so ausgelegt, dass sie auf der gleichen Frequenz wie die vom Kraftwerk emittierte Strahlung schwingt. Wenn das Gerät bis auf wenige Meter von der Station entfernt war, absorbierten die Schaltkreise die Energie und luden den Akku des Geräts auf. Das System könnte sogar Haushaltselektronik wie Fernseher und Toaster mit Strom versorgen.
Der größte Teil der von der Basisstation emittierten Strahlung würde in der Nähe bleiben, in einer umgebenden Kugel mit einem Radius von nur wenigen Metern. Soljacˇic´ sagt, seine Berechnungen und die bekannten gesundheitlichen Auswirkungen der vorgeschlagenen Funkwellen deuten darauf hin, dass sein drahtloses Energiekonzept keine Gefahr für Menschen oder andere Lebewesen darstellt.
Während sich die Arbeit noch im Bereich der Theorie befindet, hat Soljacˇic´ Patente angemeldet und die Gruppe arbeitet an einer experimentellen Demonstration. Soljacˇic´ sagt, dass er sich Häuser mit Stromverteilern an der Decke jedes Zimmers vorstellt. Dann, solange ein Mobiltelefon drin ist, wird es die ganze Nacht geladen, ohne zu zirpen.