Prototyp

Rectenna erzeugt aus WLAN-Signalen elektrischen Strom

WLAN in Strom

Ein neuartiger Rectenna-Prototyp des Massachusetts Institute of Technology (MIT) kann nicht nur WLAN-Signale, sondern alle elektromagnetischen Wellen in Gleichspannung umwandeln.

Cambridge (U.S.A.). WLAN-Signale (auch als Wi-Fi bezeichnet) findet man heute fast überall: In der Nähe des heimischen Routers, öffentliche Hot Spots in der Stadt, im Bus, in der Bahn und teilweise sogar im Flugzeug. Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge haben nun ein Rectenna-Prototyp entwickelt, der aus WLAN-Signalen elektrischen Strom erzeugen kann.

Der Elektronik-Professor Tomás Palacia und seine Kollegen haben dazu ein Prototyp einer sehr speziellen Form einer sogenannten Rectenna gebaut. Eine Rectenna ist eine Schaltungsanordnung, die hochfrequente elektromagnetische Wellen empfängt und diese in Gleichspannung umsetzen kann.

Extrem dünner Halbleiter macht die Umwandlung möglich

Wie die Forscher im Fachmagazin Nature berichten, besteht ihre Rectenna aus einer flexiblen Hochfrequenzantenne, die elektromagnetische Wellen, wie die von WLAN-Netzwerken, auffängt und in Wechselstrom umwandelt. Zudem ist die Antenne mit einem zweidimensionalen Halbleiter verbunden – der im Übrigen nur die Dicke weniger Atome besitzt.

Der extrem dünne Halbleiter macht aus dem Wechselstromsignal eine Gleichspannung, die beispielsweise für das Aufladen von Akkus oder den Betrieb elektrischer Schaltungen benötigt wird.

Für den Gleichrichter haben die Forscher ein recht neues 2D-Material mit dem Namen Molybdändisulfid benutzt, welches mit einer Dicke von nur drei Atomen zu den dünnsten Halbleitern der Welt gehört.

Strom reicht zum Betreiben von Displays

Der Rectenna-Prototyp konnte in ersten Versuchen etwa 40 Mikrowatt Leistung erzeugen (bei einem typischen WLAN-Leistungssignal von 150 Mikrowatt). Dies ist mehr als genug, um beispielsweise ein Handydisplay zu beleuchten.

Die Forscher sehen in ihrer Erfindung gleich mehrere Anwendungsmöglichkeiten. Natürlich im Bereich der tragbaren Elektronik wie Handys, Smartwatches oder Kopfhörern, aber auch für kleinere medizinische Geräte, die beispielsweise beim Verschlucken Daten aus dem Inneren des Körpers übertragen sowie für Geräte aus dem Bereich „Internet der Dinge“, wie die Displays von Wi-Fi-Kühlschränken oder anderen WLAN-Geräten.

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