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pte20200330023 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Terahertzstrahlen machen Ladegeräte obsolet

MIT-Forscher nutzen für "Energie-Erntemaschine" Graphen und kombinieren es mit Bornitrid


Handy: Energie aus allgegenwärtigen Strahlen (Bild: José-Luis Olivares, mit.edu)
Handy: Energie aus allgegenwärtigen Strahlen (Bild: José-Luis Olivares, mit.edu)

Cambridge (pte023/30.03.2020/12:35) - Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu wollen Terahertzstrahlen von beispielsweise WLAN-Sendern einfangen und in elektrischen Strom umwandeln. Dies sei eine ideale Quelle zur Energieversorgung elektronischer Kleingeräte oder sogar für Implantate wie Herzschrittmacher denkbar.

Graphen als Ausgangsmaterial

Die "Energie-Erntemaschine" des MIT basiert auf dem Kohlenstoffmaterial Graphen. Die Forscher haben es mit Bornitrid kombiniert. Damit zwangen sie den Elektronen im Graphen eine Richtung auf. Wird diese Anordnung Terahertzstrahlen ausgesetzt, mobilisieren diese die Elektronen, sodass sie in eine Richtung fließen, also einen elektrischen Strom bilden, der einen Verbraucher direkt oder indirekt über eine Batterie versorgen kann.

"Das könnte ein Beitrag dazu sein, die energetischen Herausforderungen zu meistern, denen wir ausgesetzt sind", sagt MIT-Forscher Hiroki Isobe. Er hat sich auf Werkstoffkombinationen spezialisiert, in denen von Terahertzstrahlen angeregte Elektronen in eine bestimmte Richtung fließen. Die Materialien müssen sehr rein sein, damit die Elektronen an Fehlstellen nicht gestreut werden, der gerade Stromfluss also unterbrochen wird.

Gesteuerter Elektronenfluss

Graphen erschien Isobe als ideales Ausgangsmaterial. Es hat nur einen Nachteil. Werden dessen Elektronen aktiviert, fließen sie in alle Richtungen. Das verhinderte der Forscher, indem er Graphen auf einem Film aus Bornitrid abschied, der nur ein Molekül dick war. So zwang er sie, in nur eine Richtung zu fließen. Die Terahertzstrahlen fing er mit einer Antenne auf. Es funktioniert ähnlich wie eine Solarzelle, sagen Isobe und seine Kollegen. Der Unterschied sei nur, dass die Frequenzen der genutzten Strahlung extrem unterschiedlich seien.

(Ende)
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