Unsere digitalen Alltagshelfer, vom Smartphone bis zum Raumthermostat, werden immer leistungsfähiger. Wie lässt sich der resultierende Energiehunger auch ohne störende Kabel stillen? Akkus, die sich induktiv auf einem Ladepad vollsaugen oder Schalter, die aus der Betätigung genug Energie für ein Funksignal ernten, sind bereits erfreuliche Realität. Jetzt gelang einem Forscherteam der Sejong Universität in Seoul (Südkorea) ein weiterer Fortschritt bei der kabellosen Energieübertragung: Dort wurde ein System entwickelt, das mit Hilfe von Infrarotlicht hohe Mengen an Energie sicher über größere Entfernungen sendet.
In der Fachzeitschrift „Optics Express“ beschreibt das Team Labortests, in denen ihr System 400 mW Lichtleistung über Entfernungen von bis zu 30 Metern überträgt – genug, um zum Beispiel einen schwer erreichbar montierten Sensor aufzuladen. Der nächste Schritt wäre die Erhöhung der Leistung auf ein Niveau, das zum Laden von Mobilgeräten wie Smartphones ausreicht.
Das Zauberwort hinter diesem Forschungserfolg lautet „Distributed Laser Charging“ (verteiltes Laser-Laden). Dafür setzten die Forscherinnen und Forscher einen Erbium-Infrarotlaser als Sender ein, der mit einer Wellenlänge von 1550 Nanometer strahlt – ein Spektralbereich, der bei den geringen Leistungen keine Gefahr für Menschen darstellt. Am Empfängerteil sorgt eine spezielle kugelförmige Linse für maximale Effizienz beim Einfangen des Infrarotstrahls. „Das verteilte Laser-Laden ermöglicht eine Selbstausrichtung ohne Tracking-Prozesse, solange Sender und Empfänger Sichtverbindung haben“, erklärt der Leiter des Forschungsteams, Jinyong Ha: „Es wechselt auch automatisch in einen sicheren Niedrigenergie-Modus, sobald ein Objekt oder eine Person die Verbindung blockiert.“ Neben Consumer-Produkten sieht der Ingenieur ein großes Anwendungspotential bei IoT-Sensoren, etwa in der Industrieautomatisierung.
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