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DMZ – WISSENSCHAFT ¦ Patricia Jungo ¦
Elektrischer Strom erzeugt magnetische Felder. Das war schon im 19. Jahrhundert bekannt. Als praktisches Beispiel dieser Erkenntnis können Elektromagneten genannt werden. Es ist inzwischen auch möglich, mit Hilfe eines Generators aus starken Magnetfeldern Strom zu gewinnen.
Mittels einer neuen Technik aus den USA sollen nun auch vergleichsweise kleine Magnetfelder wie man sie etwa in unserer Wohnungsumgebung finden kann, dafür genutzt werden. Solche schwachen elektromagnetischen Felder existieren in unserem Alltag fast überall. Sie werden von Stromleitungen, aktiven Steckdosen und Elektrogeräten erzeugt und sind bisher nicht genutzt worden. Shashank Priya von der Pennsylvania State University erklärt,es gebe diese allgegenwärtige Energie in den Wohnungen, Büros und Autos. Er hat mit seinem Team einen magnetomechanischen Konverter entwickelt. Damit können auch schwache elektromagnetische Felder dazu genutzt werden, elektrische Energie zu gewinnen. Der Konverter besteht aus zwei Materialien. Das magnetostriktive davon reagiert auf die Präsenz eines Magnetfeldes durch Veränderung seiner Ausdehnung.
Die rasche Wechslung der Polung bei Magnetfeldern, die durch den Wechselstrom unserer Stromnetze erzeugt werden, bringt das Material zum Vibrieren. Eine piezoelektrische Komponente, die mechanische Bewegungen in elektrischen Strom umwandeln kann, ergänzt dieses Material. Die beiden Materialen werden zu einem papierdünnen, zirka sechs Zentimeter langen Streifen kombiniert. Das eine Ende des Streifens wird an einem Kabel, einem Gerät oder einem beliebigen festen Objekt in der Nähe eines Elektrogeräts fixiert und das andere Ende schwingt frei und hat zusätzliche Magnete, durch welche die Vibration stärker wird. Den Forschern ist es konkret in den ersten Tests gelungen, auch bei Magnetfeldern unterhalb von 300 Mikrotesla mit einem Konverter eine Leistung im Milliwattbereich zu erreichen.
Doch auch schwächere Magnetfelder können genutzt werden. Wie die Forscher berichten, genügt die Ausbeute bei extrem schwachen Magnetfeldern unterhalb von 50 Mikrotesla, um hunderte von LEDs zu versorgen oder eine digitale Uhr anzutreiben. Sie gehen von einem Ertrag aus, der 400 Prozent höher liegt als bei vergleichbaren Technologien. Ein solcher Konverter lässt sich in sehr vielen Bereichen anwenden, so z.B. in Sensoren, Kontrollsystemen in smarten Wohnungen und Häusern und auch allgemein in kleinerer Elektronik. Shashank Priyas Kollege Min Gyu Kang erklärt, die Technik komme einem grossen Fortschritt gleich, um nachhaltige Energie für integrierte Sensoren und kabellose Kommunikationssysteme zu produzieren.
Quellen: Electronics Weekly, trendsderzukunft
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