Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Überschüssige Mikrowellen laden Handy-Akkus

13.11.2013
Kabelloses Instrument zapft Energie von Satelliten oder WLAN ab

Elektroingenieure der Duke University haben einen kreativen Weg gefunden, um den energiehungrigen Akkus kleinerer Geräte wie Mobiltelefone oder Fotokameras wieder neues Leben einzuhauchen.


Metamaterial: Dieses Instrument erzeugt 7,3 Volt (Foto: pratt.duke.edu)

Hierfür haben die findigen US-Forscher aus relativ kostengünstigen Materialien, die besondere elektromagnetische Eigenschaften besitzen, ein neuartiges kabelloses Instrument entwickelt. Dieses funktioniert im Prinzip wie eine Solarzelle, die Lichtenergie in elektrischen Strom umwandelt. Anstelle des Lichts wird hier allerdings Energie in Form von Mikrowellen "abgezapft", die von anderen Energiequellen wie Satelliten- oder WLAN-Signalen stammt.

"Unsere Forschungsarbeit demonstriert einen einfachen und kostengünstigen Ansatz für die elektromagnetische Energiegewinnung", erklärt Steven Cummer, Professor für Elektro- und Computertechnik an der Duke University und Chef-Designer des Projekts. "Das schöne an dem Konzept ist, das seine Basisbausteine sowohl für sich selbst stehen als auch zusammenarbeiten können. Will man die gewonnene Energie erhöhen, muss man lediglich mehr Blöcke aneinander reihen", stellt der Wissenschaftler klar. Das Anwendungspotenzial sei vielseitig. "Mit zusätzlichen Modifikationen könnte diese Art der Energiegewinnung in ein Handy verbaut werden, um dieses kabellos wieder aufzuladen, wenn es gerade nicht gebraucht wird", erläutert der Forscher seine Vision.

Leistung einer Solarzelle

Um dieses ambitionierte Ziel erreichen zu können, haben Cummer und seine Kollegen Allen Hawkes und Alexander Katko ein innovatives Instrument entwickelt, das von der Funktionsweise her ein wenig an eine Solarzelle erinnert. Statt Lichtenergie "erntet" das Gerät allerdings die Energie von Mirkowellensignalen und wandelt diese in sofort nutzbaren Strom um. Ermöglicht wird dies durch die Verwendung spezieller Metamaterialien, die mithilfe ihrer besonderen Strukturen und Eigenschaften verschiedene Formen von Wellenenergie einfangen können.

"Wir wollen die höchstmögliche Energieeffizienz erreichen", betont Hawkes. Bisherige Versuche seien mit einem Ergebnis von sechs bis zehn Prozent in dieser Hinsicht nicht zufriedenstellend gewesen. "Mit dem neuen Design ist es uns gelungen, diesen Wert dramatisch auf 37 Prozent zu steigern, was in etwa mit der Leistung von Solarzellen vergleichbar ist", ergänzt der US-Ingenieur.

Energie aus Vibrationen
Das "Anzapfen" von überschüssiger Mikrowellenenergie ist eine Idee, die nicht nur die Forschungsarbeit des Teams der Duke University zu neuen kreativen Lösungen anspornt. Auch an der Universität Tokio wird bereits an einer Technologie gearbeitet, die künftig kleine Küchen-Gadgets mittels geringer Strahlungsmengen von Mikrowellenherden betreibbar machen soll (pressetext berichtete: http://pte.com/news/20130924002/ ).

"Unser Ansatz ermöglicht es aber prinzipiell auch, ganz andere Frequenzen und Arten von Energie wie etwa Vibrationen oder Klangenergie zur Stromgewinnung zu nutzen", so Alexander Katko. "Bislang ist die meiste Arbeit zu Metamaterialien aber rein theoretisch. Wir zeigen, dass diese Materialien auch für Konsumentenanwendungen nützlich sein können."

Markus Steiner | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.duke.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Gedruckte »in-situ« Perowskitsolarzellen – ressourcenschonend und lokal produzierbar
17.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht Ein elektronischer Rettungshund
17.05.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics