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Patent zeigt wie Mobilgeräte über Schall geladen werden

Heute dürfen wir euch von einem neuen Patent der Firma Energous Corporation. Energous Corp. hat kürzlich (am 8.5.2018) ein Patent veröffentlicht, in dem beschrieben ist, wie man die Laufzeit mobiler Geräte über Schall verlängern kann. Je lauter die Umgebung, desto länger hält der Akku.

Wie soll das funktionieren?

Obwohl der Vorgang nur grob beschrieben ist, ist er doch für einen Nicht-Physiker schwer zu verstehen. Ich versuche trotzdem, euch das Schema näher zu bringen. Wir finden also in unserem Mobil-Gerät einen Raum, in dem der Schall „gefangen“ wird. Des weiteren brauchen wir einen „Sensor“(vergleichbar mit einem Mikrofon), der die Schallwellen in eine Wechselspannung umwandelt. Zu guter letzt ist noch ein Gleichrichter notwendig, der aus der Wechsel- eine Gleichspannung macht. Das physikalische Prinzip dahinter ist folgendes: Der Schall, der ja als Welle ankommt, baut am Sensor beispielsweise an einer Membran ein potential auf. Er bringt diese zum Schwingen. Das ganze kann man sich anhand eines HiFi-Tieftöners gut vorstellen: Dieser zeigt sichtbare Schwingungen, sobald der Bass einsetzt.

Aus der entstehenden Bewegung lässt sich nun also Strom gewinnen (mittels „Sensor“, wird in dem Patent geschrieben). Dieser hat eine wechselnde Polarität, was man auch an den Schallwellen erkennen kann. Je nachdem, ob grade ein Wellenberg oder -tal vorliegt, haben wir also die Phasen getauscht. Um das auszugleichen und die Spannung für ein Mobilgerät nutzbar zu machen, brauchen wir also einen Gleichrichter. Bei einem Ton mit einer Frequenz von 20000 Hz haben wir nämlich auch eine Wechselspannung mit 20000 Hz, und damit kann ein Smartphone-, Tablet- oder Notebookakku wenig anfangen. Ein Gleichrichter lässt sich schon mit wenigen Bauteilen realisieren, man braucht lediglich vier Dioden (lassen Strom nur in eine Richtung durch) und einen kleinen Kondensator (speichert geringe Energiemengen, um Schwankungen auszugleichen). Anschließend muss nur noch die Spannung angepasst werden, da sie je nach Frequenz variieren kann.

Was haben wir davon?

Nach der grauen Theorie vom letzten Absatz, kommen wir nun mal zum Praktischen: Wir können auf diese Weise in den Genuss ungeahnter Freiheiten beim Laden und bei der Laufzeit von Geräten kommen. Schall gibt es praktisch überall, und es gibt derzeit, abgesehen von Kommunikation, nicht sehr viele Einsatzgebiete davon. Wieso also nicht nutzen, um Energie zu gewinnen..? Das Ergebnis wäre also ein „Mobile-Device“, das ein „improved batterylife“ bekommen hat.

Der Haken…

Leider ist die Technologie zum Laden via Schall noch nicht vollständig ausgereift. Aber das Patent zeigt einen sehr guten Weg dorthin. Man stelle sich mal das ominöse „Andromeda“ mit einem solchen Modul vor. Ein echter Traum von Gerät, nicht wahr..? Allerdings wird vermutet, das Apple als Schlüsselpartner hinter diesem Konzept stehen.

Wenn ihr noch Fragen zum Patent bzw. der Funktionsweise habt, lasst es uns in den Kommentaren wissen!

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Jptech42

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Lars
Mitglied

Die Leistungsdichten von Schall sind viel zu klein, um das irgendwie sinnvoll einzusetzen, meiner Meinung nach…

Ngdata
Mitglied

Das hab ich vor ein paar Jahren schon mal von Nokia gelesen. Witzige Idee, den Standby zu verlängern.

ExMicrosoftie
Mitglied

Soweit hergeholt ist das ganze nicht. Es ist im Prinzip das gleiche, wie das, was z.B. eine Photovoltaikanlage auch macht (Lichtwellen in elektrischen Strom). Auch magnetische Felder lassen sich in elektrischen Strom umwandeln und umgekehrt (Kondensator, Spule). Oder ein Piezo-Element macht aus Verformung auch einen Stromimpuls. Die Frage ist nur, welche Frequenz ist am häufigsten und bringt am meisten Energie bei relativ niedrigem Schalldruck? Wenn das gleichzeitig auch eine schalldämpfende Wirkung hätte, wäre das richtig, richtig cool. Stellt Euch mal die Wirkung bei Eisenbahnen oder Flugzeugen vor! Überhaupt wäre dort der Einsatzort am besten (unabhängig von einer dämpfenden Wirkung): Laut… Weiterlesen »

Sigi
WU Team

Das wäre sicher Interessant, wenn ich dann im Flugzeug meinen Nachbarn einfach „ausblenden“ kann. So ala „Sorry, ich kann mir dein dummes Gerede nicht mehr anhören, aber rede ruhig weiter, mein Smartphone braucht sowieso Energie“. Aber nein, so wird das leider nicht laufen, denn Schallwellen/Frequenzen verhalten sich im Raum sehr komplex. Es könnte sein, dass der Sensor so optimal im Raum an einer stehenden Welle am Wellenbauch liegt, dass er tatsächlich funktioniert, aber wie hört sich dann die restliche Schallwelle oder ein Gesprächspartner an? Man müsste zwischen „guter“ und „schlechter“ Information unterscheiden. Und dann gibt es noch das Extrem, wenn… Weiterlesen »

Sigi
WU Team

Sehr schwieriges Thema. Das „Konzept“ oder die Idee gibt es ja schon lange. Stichwort „Freie Energie“ aus der Zeit der Hippies… Bis dann plötzlich die Nutzung von hohen Frequenzen für Telefone (mobil/DECT), Haushaltsgeräte und schnurloses Laden modern wurde und gleichzeitig vertäufelt. Andererseits geniale Geschäftsidee, denn die typischen Schallfrequenzen bis 20kHz müssen nicht per Lizenz zur Nutzung erworben werden. Ich denke aber das was Lars sagt korrekt ist. Die Leistungsdichte ist zu gering. Für kleine IoT’s vielleicht ausreichend, aber sicher nicht für ein Smartphone. Nochdazu, wenn die Membran möglichst dünn sein soll, um möglichst wenig Eigenmasse zu haben, aber die tägliche… Weiterlesen »

urhs
Mitglied

das Wort „vertäufelt“ wurde ich mir an Deiner Stelle unbedingt schützen lassen. Das ist ein Juwel!

Toe the MoD
Mitglied

Das beschreibt wenn jemand bei der Taufe nicht nass wird😁

urhs
Mitglied

Du meinst, der Pfarrer hat sich dann vertauft und der Täufling ist daher vertäufelt?

Toe the MoD
Mitglied

Genau

gast
Mitglied

Interessante Interpretation eines Schreibfehlers. 😬

Sigi
WU Team

Haha, stimmt 😀 Wer Rechtschreibfehler findet, darf sie trotzdem behalten 😉

Toe the MoD
Mitglied

Ok der gehört dann urhs😉

Toe the MoD
Mitglied

Wenn das funktionieren würde könnte ich beim Film gucken und Musik hören mein Handy laden, cool 😎

kunderico
Mitglied

Auch praktisch wenn kein Strom da ist zum laden vom Gerät, gehst zu deinen Kindern haust ihnen eine rein bis sie heulen und kannst zu gucken wie der Akku voll wird 👀😅

urhs
Mitglied

nicht witzig

kunderico
Mitglied

Ach nee, Humor befreit? Na das dann nix ankommt is klar. gast hats verstanden was humor ist 😁

gast
Mitglied

Ich würde aber gleich noch die Frau mit einbeziehen, das sorgt für energetischen Extraschub! 🤣

urhs
Mitglied

genauso wenig witzig

urhs
Mitglied

Ihr könnt Euch mal auf Tonmeister -Seiten anschauen, welche Wattagen div. Instrumente oder andere Schallereignisse erzeugen. Könnte sein, dass das Telefon dann nach einem Jahr laden ohne Benutzung voll ist. Diese Firma will, denke ich, nur Geld für etwas einsammeln, dass für Investoren plausibler klingt als ein Perpetuum mobile. Wenn sie jetzt noch mit einem Schallerzeuger ein Produkt 2 entwickeln, welches mit der gewonnen Energie von Produkt 1 wiederum verwertbaren Schall produziert, wäre es genau das.

hm
Mitglied

Unsere Bewegung eignet sich besser zum Aufladen. Um genügend Schall einzufangen braucht es mehr als diese Kleinstmikrophone.

micro_max
Mitglied

Zudem sollte man bedenken, wenn man z.b. 0,1 Watt am Lautsprecher ausgibt, so müsste man 100% der beschallten Fläche abgreifen, um überhaupt diese 0,1Watt wieder zu bekommen. Da das ganze sicher mind. im Quadrat zum Abstand abnimmt und man gerade mal ein mini-Fleckchen des beschalten Bereiches heranziehen kann, so ist einfach in meiner Vorstellung keine erzeugte Leistung über 0,000001 Watt möglich (wenn man nicht grad diese Technik genau auf den Lautsprecher legt). Da ist imho jeder cm² an Solarzelle effizienter. Oder irgend sowas, was Bewegungen in Strom wandelt (gibt’s ja in Armbanduhren gar schon). Aber Schall… afaik wäre unser Ohr… Weiterlesen »

SpeckBrettl
Mitglied

Dafür sind also die vier Quadrate auf der Rückseite meines Surface….😉