Hier bekommt das Wort „Datenstrom“ eine völlig neue Bedeutung: Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), der Technischen Universität Madrid und weiteren Institutionen haben eine Methode entwickelt, aus WiFi-Funkwellen Energie für elektronische Geräte zu gewinnen. Die Idee ist naheliegend, weil die allgegenwärtigen elektromagnetischen Wellen nicht nur Informationen, sondern auch Energie transportieren.
Die Energieversorgung per WLAN wäre perfekt für kleine Sender, die zwischendurch kurz ihre Position oder andere Statusmeldungen abgegeben müssen – sobald Energie vorhanden ist, werden sie wach und funken sofort ihre Daten. Das könnte in der Logistik für mehr Transparenz entlang der Lieferkette sorgen, auch in abgelegenen Gebieten oder Ecken ohne eigene Stromversorgung.
„Diese Technik ist sehr interessant, zum Beispiel für die Stromversorgung von IoT-Devices in den Gebäuden“, sagt Erik Wirsing, Head of Global Innovation bei DB Schenker. „Dadurch könnten zum Beispiel Sensoren zur Lokalisierung oder zur Messung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit einfacher und länger eingesetzt werden.“
Wirkungsgrade von bis zu 40 Prozent
Es ist allerdings nicht ganz so einfach, diese Energie der WiFi-Wellen nutzbar zu machen. Denn man benötigt dafür spezielle Gleichrichter, die aus den hochfrequenten Schwingungen eine Gleichspannung für die Versorgung der Elektronik gewinnen, flexibel sind und sich kostengünstig produzieren lassen. Daher nutzen die MIT-Forscher für diesen Job das Material Molybdändisulfid, aus dem sie eine Gleichrichter-Diode gebaut haben. Es ist nur wenige Atomlagen dick und – im Gegensatz zu herkömmlichen Halbleitermaterialien wie Silizium oder Galliumarsenid – sehr flexibel.
Mithilfe der „Rectenna“ vom MIT kann man aus elektromagnetischen Wellen mit Frequenzen von bis zu zehn Gigahertz Energie gewinnen, bei einem Wirkungsgrad von bis zu 40 Prozent. Das hatten andere Forscher auch schon versucht, waren aber an den hohen WiFi-Frequenzen gescheitert. Neben WiFi könnte die Rectenna auch die Energie von Bluetooth- oder LTE-Signalen ernten.
Traum von elektronischen WiFi-Systemen in Wänden und auf Straßen
Der Name des Gerätes setzt sich aus den englischen Wörtern für „Gleichrichter“ (rectifier) und „Antenne“ (antenna) zusammen. Einer der Entwickler, Tomás Palacios vom MIT, träumt schon von elektronischen Systemen, die Wände oder Straßen bedecken und die man mit seiner Rectenna versorgen könnte. Doch bis es soweit ist, soll sie aber erst mal tragbare Elektronik („Wearables“), medizinische Geräte und Sensoren im Internet der Dinge zum Leben erwecken. Für viel mehr reichen die 40 Mikrowatt Leistung auch nicht aus, die die MIT-Forscher aus einem 150 Mikrowatt starken WiFi-Signal gewinnen konnten. Noch also ist die Technik weit entfernt, auch größere Objekte wie AGV oder Stapler zu versorgen.
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