Kabel- und batterielose elektrische Zahnbürsten werden über elektromagnetische Induktion geladen. Aufgrund dieses Prinzips haben japanische Forscher biegsame Matten entwickelt, die gleich mehrere Geräte mit Strom versorgen können. Wunschziel ist ein komplett eingerichtetes Wohnzimmer frei von lästigen Stromkabeln.
Die elektromagnetische Induktion wurde schon 1831 von dem späteren Erfinder des Faradayschen Käfig, Michael Faraday, entdeckt. Damals wollte er zeigen, dass die Aussage "Strom erzeugt Magnetfeld" sich auch in "Magnetfeld erzeugt Strom" umkehren lässt.
Das funktioniert im Prinzip wie ein Transformator. Je dichter die Spulen aneinander liegen, desto mehr Energie lässt sich übertragen.
Das von den japanischen Wissenschaftlern Takao Someya und Takayasu Sakurai vom Organic Transistor Lab der Universität Tokio entwickelte "Power Sheet" soll so groß sein können, dass es per Induktion gleichzeitig mehrere Geräte mit Strom versorgen kann. Das Einzigartige dabei ist aber weniger die erlaubte Größe der Induktionsfläche als vielmehr die geringe Stärke und Flexibilität der aus einem flachen Kunstoff und flexibler Elektronik bestehenden Matten.
Denn ein britisches Unternehmen namens Splashpower steht mit seinen "Splashpads", die aussehen wie Warmhalteplatten, schon kurz vor der kommerziellen Serienreife.
Zurück zu den Power Sheets. Die nur 1 mm dünne Elektronik besteht aus gedruckten organischen Transistoren und gedruckten MEMS-Schaltern (Micro-Electro-Mechanical System). Hinzu kommen im Siebdruckverfahren aufgedruckte Kupferdrahtspulen mit einem Durchmesser von etwa 10 mm.
Das Bild oben zeigt eine Matte mit einer 8x8-Zellen-Anordnung mit jeweils zwei Schaltkreisen. Der eine erkennt die Position eines zu ladenden Objekts, der andere bringt die Energie gezielt zu den Kontaktspulen. Die Position des Objekts wird über elektromagnetische Kopplung mittels einer so genannten Organic Active Transistor Matrix erkannt. Die MEMS-Schaltmatrix überträgt den Strom induktiv über die aufgedruckten Kupferdrahtspulen.
Someya zufolge soll die Effizienz der Stromkupplung bei 62,3 Prozent liegen, die abgegebene Leistung bei 29,3 Watt.
Voraussetzung für die Power Sheets der japanischen Wissenschaftler oder die Powerpads von Splashpower ist allerdings, dass die Geräte, die so mit Strom versorgt werden sollen, ebenfalls über entsprechende Spulen und die passende Ladeelektronik verfügen.
Wie Someya zugibt, arbeiten die ersten Prototypen noch nicht verlässlich genug, da sie, angegriffen von Sauerstoff und Feuchtigkeit, schon nach wenigen Monaten ihre Charakteristik änderten. Der Professor schätzt, dass es noch bis zu fünf Jahre dauern würde, bis alle technischen Probleme gelöst werden können.
Sein Wunschziel sind zusammenrollbare, tragbare und zuverlässig arbeitende Induktionsstrommatten, die sich auch in Möbel, Wände oder Böden integrieren lassen. "Das Ladegerät soll zur Infrastruktur werden - in Wänden und in Tischen. Und zwar von Anfang an", wird er von "Technology Review" zitiert.
So hält er es für vorstellbar, dass eines Tages auch der Fernseher ohne Kabel einfach nur per Induktion mit Strom versorgt wird, wenn er nur nah genug an die Wand gerückt wird. (kh)