Durchbruch in der Elektrotechnik:Strom auf Schwingen

Soljacics Erfindung basiert auf bekannten physikalischen Phänomenen. Eigentlich ist es verwunderlich, dass nicht schon früher ein Forscher auf die Idee gekommen ist, wie Strom drahtlos übertragen werden kann. "Weil es bisher einfach keine Verwendung für drahtlosen Strom gab, hat sich leider auch niemand damit beschäftigt", sagt Soljacic, und es klingt beinahe so, als würde sich der Physiker dafür entschuldigen wollen.

Durchbruch in der Elektrotechnik: Die neue Technik aus den USA orientiert sich am Werk eines Pioniers der Elektrotechnik. 1904 konstruierte Nikola Tesla auf Long Island vor New York einen Turm, mit dem er Strom quer über den Planeten übertragen wollte.

Die neue Technik aus den USA orientiert sich am Werk eines Pioniers der Elektrotechnik. 1904 konstruierte Nikola Tesla auf Long Island vor New York einen Turm, mit dem er Strom quer über den Planeten übertragen wollte.

(Foto: Foto: oh)

"Schließlich tragen die Menschen erst seit kurzem Handys, Computer, MP3-Player und Digitalkameras mit sich herum." Als Grundlage für seine Technologie, die er "Witricity" nennt (von "Wireless Electricity", also "drahtlose Elektrizität"), wählte der Professor die sogenannte Induktion. Dabei handelt sich um Magnetfelder, die schon heute über kurze Entfernungen elektrische Zahnbürsten drahtlos aufladen, Elektromotoren oder Magnetschwebebahnen antreiben und Kochtöpfe auf modernen Herdplatten heizen.

"Mir ist bewusst, dass sich viele Menschen über Elektrosmog Gedanken machen", sagt der Forscher. Doch elektromagnetische Strahlen, die etwa Mobiltelefone aussenden und wegen möglicher Auswirkungen auf die Gesundheit umstritten sind, entstehen bei "Witricity" nicht. "Magnetfelder als Grundlage der Technologie sind allgemein akzeptiert, seit vielen Jahren erprobt, und sie gelten für die Gesundheit als unbedenklich", sagt Soljacic.

Der Großteil des menschlichen Körpers würde gar nicht auf Magnetfelder reagieren, die restlichen Teile würden von der Technologie nicht beeinflusst werden, da sie auf einer anderen Frequenz schwingen, erklärt der Forscher, den offensichtlich nichts aus der Ruhe bringen kann, so sachlich, so nüchtern präsentiert er seine Erfindung.

Wie ein Sänger, der ein Glas zerspringen lässt

Im Inneren der schwarzen Vierecke, erklärt er weiter, befindet sich Kupferdraht, der zu einer Spule gewickelt ist. Eines der beiden Vierecke, die Quelle, steckt in der Steckdose, das andere ist an den Verbraucher - ein beliebiges Elektrogerät - angeschlossen. Dabei entsteht in der Quelle ein Magnetfeld, das mit einer Frequenz von zehn Megahertz schwingt, also exakt zehn Millionen Mal pro Sekunde zwischen Plus und Minus hin- und herwechselt. Die zweite Spule, der Empfänger, ist exakt an die erste angepasst, sodass sie genau auf derselben Frequenz zum Schwingen angeregt werden kann.

"Das können Sie sich wie bei einem Raum vorstellen, an dessen Wänden viele Weingläser stehen", sagt der Physiker. "Alle Gläser sind unterschiedlich hoch mit Wein gefüllt und haben daher verschiedene Resonanzfrequenzen." Wenn ein Opernsänger in dem Raum einen lauten Ton singe, der exakt so hoch ist wie die Resonanzfrequenz eines bestimmten Glases, so werde genau dieses zum Mitschwingen angeregt und könne sogar zerspringen - die anderen Gläser blieben davon aber unberührt.

Wenn Soljacic also die erste Spule einschaltet, springt das Magnetfeld auf die Empfänger-Spule über, die auf dieselbe Frequenz eingestellt ist. Dort erzeugt das magnetische Wechselfeld den Grundprinzipien der Physik zufolge ein elektrisches Feld, also Strom.

Für dieses Konzept hat Soljacic im September das begehrte MacArthur-Stipendium erhalten, das in Wissenschaftskreisen als das "Stipendium für Genies" gilt, und zwei große Risikokapitalgeber haben vier Millionen Dollar in sein Unternehmen investiert.

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