Cambridge/Wien – In unserer immer vernetzteren Welt ist die Datenübertragung mittels W-LAN längst zur Selbstverständlichkeit geworden. Mitunter ist es heute schwieriger, eine Steckdose zu finden als einen Zugang zur Datenübertragung mittels Wi-Fi, was wiederum als Kürzel für wireless steht. Aber was wäre, wenn sich aus den elektromagnetischen Wellen, die in einem WLAN-Netzwerk zur Informationsübertragung eingesetzt werden, auch Strom zum Betreiben der Geräte gewinnen lassen könnte

Was sehr nach Zukunftsmusik klingt, hat nun ein internationales Forscherteam um den Elektrotechnik-Professor Tomás Palacio vom MIT in Cambridge/Massachusetts zumindest in Form eines Prototypen umgesetzt: Die Wissenschafter entwickelten eine sehr spezielle Form einer sogenannten Rectenna. Darunter versteht man eine Schaltungsanordnung, die hochfrequente elektromagnetische Wellen empfängt und diese dann in eine Gleichspannung umwandelt.

Die Forscher um Palacio stellen nun im Fachblatt "Nature" eine Rectenna vor, die aus einer flexiblen Hochfrequenzantenne besteht, die elektromagnetische Wellen – auch solche von WLAN-Netzwerken – als Wechselstromwellenformen einfängt. Die Antenne wird dann mit einer Vorrichtung aus einem zweidimensionalen Halbleiter mit einer Dicke von nur wenigen Atomen verbunden.

Einer der dünnsten Halbleiter der Welt

Das Wechselstromsignal wandert in den Halbleiter, der es in eine Gleichspannung umwandelt, die zum Betreiben von elektronischen Schaltungen oder zum Aufladen von Batterien verwendet werden kann. Für den Gleichrichter verwendeten die Forscher ein neuartiges 2D-Material namens Molybdändisulfid (MoS₂), das mit drei Atomen Dicke einer der dünnsten Halbleiter der Welt ist.

In bisherigen Experimenten konnte die neuartige Rectenna der Forscher etwa 40 Mikrowatt Leistung erzeugen, wenn sie den typischen Leistungspegeln von Wi-Fi-Signalen (etwa 150 Mikrowatt) ausgesetzt ist. Das ist mehr als genug Energie, um ein einfaches mobiles Display zu beleuchten.

Die Forscher sehen den Anwendungsbereich ihrer Erfindung vor allem im Bereich der flexiblen und tragbaren Elektronik, zu der sie auch die künftigen biegsamen Smartphones zählen. Sie würde sich aber auch bei Sensoren für das "Internet der Dinge" anbieten oder bei medizinischen Minigeräten – etwa verschluckbaren Kapseln, die aus dem Körperinneren Daten übertragen. (tasch, 28.1.2019)