10.02.2009, 11:33 Uhr
Sind Batterien bald überflüssig?
Deutsche Ingenieure präsentieren den weltweit ersten Spannungswandler, der mit einer minimalen Eingangsspannung von nur 20 Millivolt auskommt. Die Technik stellt mobile Endgeräte in Aussicht, die weder Batterien benötigen noch an die Steckdose müssen.
Der winzige Spannungswandler kommt mit einer minimalen Eingangsspannung von nur 20 Millivolt aus. (Foto: Fraunhofer IIS)
Der 1,5 mal 1,5 Millimeter grosse Spannungswandler wurde von Ingenieuren am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (ISS) entwickelt. Sparsame elektrische Geräte sollen im Zuge dessen mit kleinsten aus der Umwelt gewonnen Energiemengen betrieben werden können. Eine denkbare Energiequelle ist die via Thermogenerator in nutzbaren Strom umgewandelte Körperwärme. Schon heute ist es möglich, Sensornetzwerke energieautark zu betreiben, wie man am Fraunhofer IIS zeigt. "Wir haben bereits eine Demonstrationsvorrichtung, bei der die Temperatur gemessen und die Messwerte gefunkt werden", erklärt Peter Spiess vom Fachgebiet "Leistungsoptimierte Systeme".
Der neue Spannungswandler ist in Verbindung mit Thermogeneratoren überall dort interessant, wo es geringe Temperaturunterschiede gibt, sagt Spiess. Die Generatoren liefern dann sehr kleine Spannungen, die erst durch das neue Gerät in höhere, tatsächlich brauchbare Spannungen umgewandelt werden können. Bereits bei zwei Grad Temperaturdifferenz - etwa zwischen menschlicher Haut und Raumklima - liefert der Spannungswandler in Kombination mit einem vier Quadratzentimeter grossen Thermogenerator bis zu vier Milliwatt Leistung. Das genügt beispielsweise für den direkten Betrieb von autarken Sensornetzwerken - etwa im Umwelt- oder Sicherheitsbereich. Auch andere schwache Energiequellen wie Solarzellen bei geringer Beleuchtung wären für den winzigen Spannungswandler ausreichend.
Die neue Technik ist als Teil eines Projekts entstanden, dessen Fokus auf Thermogeneratoren für die dezentrale Energieerzeugung in Sensornetzwerken liegt. In ein bis zwei Jahren beziehungsweise eventuell sogar schon früher könnten entsprechende Produkte auf den Markt kommen. Bei wirklichen Stromfressern wie MP3-Playern oder PDAs ist eine direkte Energieversorgung mittels geringer Temperaturunterschiede derzeit noch nicht möglich. Allerdings wäre es denkbar, die gewonnene Energie über eine längere Zeit zum Aufladen eines Akkus zu verwenden. Mit immer effizienteren Angeboten zur Thermo-Energiegewinngung könnten eines Tages sogar komplett batterielose MP3-Player Realität werden. Derzeit ist dies allerdings noch Zukunftsmusik.
Harald Schodl
