Amerikaner haben vorgeschlagen, Energie für das Internet der Dinge aus den Magnetfeldern nächster Elektronikleitungen 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. Zu diesem Thema haben Wissenschaftler der Pennsylvania State University beigetragen. Aus den Magnetfeldern nahegelegener Elektroleitungen gelang es ihnen, Strom mit einer Leistung von mehreren Milliwatt zu gewinnen, was zum Beispiel ausreicht, um einen digitalen Wecker direkt zu betreiben.

In dem in der Zeitschrift Energy & Environmental Science veröffentlichten Artikel erläutern die Wissenschaftler ihre Berechnungen und die Herstellung spezieller Umwandler elektromagnetischer Felder in elektrischen Strom. Das Gewinnungselement ist in Form einer mehrschichtigen dünnen Platte mit einem Permanentmagneten am freien Ende gestaltet (das andere Ende der Platte ist sicher befestigt). Die Platte selbst besteht aus einer Schicht Piezoelektrik und einer Schicht aus magnetostriktivem Material (Fe85B5Si10 Metglas).

Das magnetostriktive Material ist interessant, da sich sein Volumen und seine linearen Dimensionen bei einer Änderung des Magnetisierungszustands ändern. Das lästige Brummen der Spulen in Grafikkarten ist in der Regel auf magnetostriktive Veränderungen in den Kernen zurückzuführen. In einem wechselnden Magnetfeld herkömmlicher Elektroleitungen mit Frequenzen von 50 oder 60 Hz beginnt eine Metglas-Platte zu vibrieren und verformt die daran befestigte Piezoelektrik-Platte. In der an die Platten angeschlossenen Schaltung beginnt Strom zu fließen.

Allerdings erzeugt das magnetostriktive Material in Kombination mit Piezoelektrik nur bis zu 16 % des elektrischen Stroms, der vom Element generiert wird. Die Hauptproduktion erfolgt durch die Schwingung eines Permanentmagneten im elektromagnetischen Feld. Es wird behauptet, dass die Spitzenspannung am Element 80 V bei einem Feld von 300 µT erreicht. Am wertvollsten ist jedoch, dass das entwickelte Element genügend Energie gewinnen konnte, um digitale Uhren in einem Feld von weniger als 50 µT in einer Entfernung von 20 cm von der Elektroverkabelung direkt zu betreiben.

Die Forscher der Pennsylvania State University führten ihre Studien gemeinsam mit Wissenschaftlern der Virginia Tech und einer Gruppe des US-Army Combat Capability Development Command durch.

Quelle: 3dnews.ru