Amerikaner haben vorgeschlagen, Energie für das Internet der Dinge aus den Magnetfeldern der nächsten elektrischen Leitungen zu gewinnen.

Das Thema der Stromerzeugung aus "Luft" – aus elektromagnetischem Rauschen, Vibrationen, Licht, Feuchtigkeit und vielem mehr – beschäftigt sowohl zivile Forscher als auch ihre uniformierten Kollegen. Ihren Beitrag zu diesem Thema leisteten Wissenschaftler von der Pennsylvania State University. Aus den Magnetfeldern umliegender Elektroinstallationen konnten sie Strom mit einer Leistung von mehreren Milliwatt erzeugen, was beispielsweise ausreicht, um einen digitalen Wecker direkt zu versorgen.

In einem in der Zeitschrift Energy & Environmental Science veröffentlichten Artikel berichteten die Wissenschaftler über Berechnungen und die Herstellung spezieller Wandler von elektromagnetischen Feldern in elektrischen Strom. Das erzeugende Element besteht aus einer mehrschichtigen dünnen Platte mit einem Permanentmagneten am freien Ende (das andere Ende der Platte ist sicher befestigt). Die Platte selbst besteht aus einer Schicht Piezoelektrik und einer Schicht aus magnetostriktivem Material (Fe85B5Si10 Metglas).

Magnetostriktives Material ist interessant, weil sich sein Volumen und seine linearen Abmessungen bei Änderung des Magnetisierungszustands verändern. Das lästige Brummen der Spulen in Grafikkarten sind normalerweise magnetostriktive Änderungen in den Kernen. In einem wechselnden Magnetfeld gewöhnlicher Elektroinstallationen mit einer Frequenz von 50 oder 60 Hz beginnt die Metglas-Platte zu vibrieren und verformt die daran befestigte Platte aus Piezoelektrik. Im an die Platten angeschlossenen Stromkreis beginnt Strom zu fließen.

Das magnetostriktive Material in Kombination mit dem Piezoelektriker erzeugt allerdings nur bis zu 16 % des vom Element erzeugten Stroms. Die Hauptstromerzeugung erfolgt durch die Schwingung eines Permanentmagneten im elektromagnetischen Feld. Es wird behauptet, dass die Spitzenspannung am Element 80 V in einem Feld von 300 µT erreicht. Das Wertvollste ist jedoch, dass das entwickelte Element genügend Energie erzeugen konnte, um digitale Uhren in einem Feld von weniger als 50 µT in 20 cm Entfernung von den Elektroinstallationen direkt zu versorgen.

Die Forscher der Pennsylvania State University führten ihre Studie zusammen mit Forschern der Virginia Tech und einer Gruppe des U.S. Army Combat Capabilities Development Command durch.

Quelle: 3dnews.ru