Das induktive Laden von Smartphones und anderen elektronischen Geräten bietet einige Vorteile. Beispielsweise sind die Hersteller untereinander kompatibel sowie das Laden von unterwegs – unabhängig von einer Steckdose. Forscher haben jetzt ein neues Verfahren entwickelt, mit welchem die Alltagstauglichkeit des kabellosen Ladens verbessert wird.
Wie funktioniert das innovative Verfahren für Wireless Charging?
Entwickelt wurde das Verfahren für das induktive Laden von Ingenieuren der finnischen Aalto Universität. Die Forscher um Postdoktorand Nam Ha-Van arbeiteten eine kostengünstige und gleichzeitig simple Alternative zum bisherigen induktiven Laden heraus. Der wesentliche Unterschied: die Geräte müssen zum Aufladen nicht mehr präzise auf der Ladestation platziert werden, damit sie aufgeladen werden. Stattdessen spielt es keine Rolle, wie das elektronische Gerät ausgerichtet wird. Im Mittelpunkt des innovativen Verfahrens steht eine zylindrische Leitspule. Andere Versuche, das Wireless Charging zu verbessern, scheiterten bislang daran, dass die Verfahren sowohl zu kompliziert als auch zu kostenintensiv waren, um sie zu kommerzialisieren. Die Lösung der Forscher: eine Leitspule, deren Drähte oben und unten jeweils gegenläufig gewickelt und durch eine Z-förmige Brücke an den Enden miteinander verbunden sind.
„Da der Strom durch diese Wicklungen in entgegengesetzte Richtungen fließt, erzeugt er komplementäre Magnetfelder“, erklärt Ha-Van.
Die Innovation bietet den wesentlichen Vorteil, dass sich die komplementären Magnetfelder in alle Richtungen ausbreiten und hierdurch einen aktiven Ring erzeugen. Es ist dadurch möglich, dass alle Smartphones, Smartwatches und andere Geräte induktiv aufgeladen werden, die sich innerhalb dieses aktiven Rings befinden. Es handelt sich um eine hochfunktionale Alternative zum bisherigen Verfahren. Denn die Strahlung, die sich außerhalb des Rings ausbreitet, ist nach Angaben der Ingenieure für den Menschen unbedenklich.
Wie funktioniert Wireless Charging bisher?
Für das induktive Laden werden eine Ladestation sowie ein Smartphone oder anderes elektronisches Gerät benötigt, das über eine Empfängerspule verfügt. Entsprechende Geräte sind mit der „QI“ gekennzeichnet. Inzwischen hat sich für das drahtlose Charging ein händlerübergreifender Standard etabliert, sodass unter anderem iPhones und Samsung-Smartphone auf ein und derselben Ladestation aufgeladen werden können. In der Station befindet sich eine elektrische Spule. Das Magnetfeld, das zum Laden benötigt wird, wird durch den Wechselstrom aufgebaut, der durch diese Spule fließt. Dieser Vorgang startet, sobald die Vorrichtung an den Strom angeschlossen ist. Sobald das Gerät aufgelegt wird, fließt auch durch die darin verbaute elektrische Spule Strom. Der Wechselstrom wird in Gleichstrom umgewandelt, fließt zum Akku des Smartphones und lädt diesen auf. Von der Eingangsenergie werden 70 Prozent in Ladestrom umgesetzt. Um das Gerät aufzuladen, muss es bisher allerdings präzise auf der vorgesehenen Ladevorrichtung mit dem Bildschirm nach oben aufgelegt werden. Dies ist mit dem neuen Verfahren der finnischen Forscher in Zukunft nicht mehr notwendig.
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