Wissenschaftler laden Smartphone-Akku aus 12 Meter Entfernung

Einem Team aus Wissenschaftlern der Universität Washington ist es gelungen eine neue Lademethode für mobile Geräte wie Smartphones und Tablets zu entwickeln. Statt wie bisher per Kabel haben die Forscher die Energie von der Stromquelle per Laserstrahl übertragen. Sollte sich die Methode auch in der Praxis durchsetzen, würden damit Ladekabel der Vergangenheit angehören. Anders als bei aktuellen kabellosen Lademöglichkeiten die per Induktion arbeiten, benötigt das Laden per Laserstrahl keine Ladestation mehr auf der das Gerät abgelegt werden muss. Die Energie, die per unsichtbaren Laserstrahl übertragen wird, wird von kleinen Ladezellen „aufgefangen“, die sich auf der Rückseite des Smartphones befinden.

Entfernung bis zu 12 Meter

Die maximale Entfernung bei der der Ladevorgang noch funktioniert ist sind 12 Meter. Bei der Standard-Modifizierung beträgt die Entfernung bis zwischen Lader und Smartphone maximal 4,3 Meter. Die übertragene Leistung von 2 Watt wird dabei auf eine Fläche von 15 Quadratzoll gestrahlt. Durch eine Modifikation des Lasers konnten die Wissenschaftler aus bis zu 12 Metern die selbe Leistung auf eine Fläche von 100 Quadratzentimeter übertragen.

Der Laser ist während des Ladevorgangs auf eine Oberfläche ausgerichtet, auf der sich das Smartphone befindet. Sobald das Smartphone auf dieser Oberfläche abgelegt wird, sendet es ein Signal im Hochfrequenzbereich aus, das für das menschliche Gehör nicht wahrnehmbar ist. Ein Mikrofon am Laser nimmt dieses Signal war und startet dann den Ladevorgang.

Sicherheitsfunktionen gegen Verletzungen

Damit keine Personen verletzt werden, hat das Team der Universität Washington einige Funktionen integriert, die dies verhindern sollen. Da der Laser das Smartphone aufheizen kann, wurde ein Metall-Flachkühlkörper direkt auf dem Smartphone angebracht, der die überschüssige Wärme ableitet. Außerdem wird der Laser sobald eine Person in den Strahl läuft automatisch abgeschaltet. Dies wird durch einen Reflektor-Mechanismus kontrolliert.

Der fokussierte Ladestrahl wurde von den Wissenschaftlern so eingestellt, dass er im nahen Infrarotspektrum liegt. Das Sicherheitssystem das kontrolliert ob eine Person sich im Laserstrahl befindet, besteht hingegen aus energiearmen und damit harmlosen Laser-Strahlen. Abgegeben werden beide Laserstrahlen (Lade- und Kontrollstrahl) von separaten Quellen. Die schwachen Strahlen werden von Reflektoren am Smartphone zurückgeworfen. Sobald dies nicht mehr funktioniert, ist es klar, dass sich eine Person vor dem Laser befindet und er wird umgehend abgeschaltet.

Gollakota, ein Assistenzprofessor für Electric Engineering erklärte, dass "die Schutzstrahlen schneller als unsere schnellsten Bewegungen sind, weil diese Strahlen mit Lichtgeschwindigkeit zum Emitter zurückgeworfen werden. Wenn der Schutzstrahl durch die Bewegung einer Person unterbrochen wird, erkennt der Sender dies innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde und löst einen Verschluss aus, um den Ladestrahl zu blockieren, bevor die Person damit in Kontakt kommen kann."

Startup arbeiten ebenfalls an neuen Lademöglichkeiten

Das US-Startup Energous konnte bereits vor einigen Monaten eine ähnliche Lösung vorstellen. Statt einem Laser setzen das Unternehmen aber auf Energieübertragung per Funkwellen. Dies hat im Vergleich zur Methode des Teams der Universität Washington einen großen Vorteil. Das Smartphone kann beim Laden per Funkwelle frei im Raum bewegt und durch den Nutzer verwendet werden. Dies ist beim Laden per Laser nicht möglich.