Strom aus dem Magnetfeld der Leitung: Graphen-Sensor kommt ohne Batterie aus
Physiker der University of Arkansas zapfen mit einer Graphen-Spule das Magnetfeld von Stromleitungen an. Ohne Stromzufuhr könnte der Sensor laut Forschern einen Tag, wohl sogar eine Woche weiterlaufen.
Symbolbild · Foto: Novoklimov / Wikimedia Commons, CC0 (zugeschnitten und skaliert)
Sensoren, die etwa Stromnetze überwachen, brauchen selbst Energie – meist aus Batterien, die gewechselt werden müssen. Ein Team um den Physiker Paul Thibado von der University of Arkansas hat einen Energiesammler gebaut, der das Magnetfeld von Wechselstromleitungen mit 60 Hertz nutzt. Die Arbeit „Graphene powerline energy harvester powers a batteryless sensor“ erschien am 20. Oktober im Journal of Vacuum Science & Technology B; beteiligt waren auch Forscher der University of Michigan.
Kern ist eine Induktionsspule aus Graphen, die Energie aus dem Magnetfeld der Leitung aufnimmt. Eine eigens entwickelte Schaltung wandelt den Wechselstrom in Gleichstrom um und lädt damit Kondensatoren im Sensor. „Die Spule bringt nur langsam Ladung in diese Kondensatoren“, erklärt Thibado. Ohne Stromzufuhr könne der Sensor nach seiner Schätzung problemlos 24 Stunden weiterlaufen, „wahrscheinlich sogar eine Woche“.
Ziel der Gruppe sind Sensoren, die mit vor Ort gewonnener Energie im Nanowatt-Bereich arbeiten und möglicherweise Jahrzehnte halten. Nach Angaben der Universität ist es ihr zweiter Sensor nach einem Modell mit Graphen-Solarzellen. Die Firma NTS Innovations hält die exklusive Lizenz für die Vermarktung; mehr als 60 Interessenten hätten angefragt, die Technik zu testen.