Marin Soljacic Der Mann, der Strom durch die Luft schickt

Was nutzen Mobilgeräte, wenn man sie dauernd an Kabeln aufladen muss? Der Physiker Marin Soljacic will die Welt von Netzkabeln befreien, Handys und Computer einfach in der Tasche aufladen lassen. Einen kabellosen Fernseher hat er schon gebaut, aber die Ausführung ist verzwickt.

Von Stefanie Schramm


Seine Bühne ist ein kahler Raum, der Fußboden abgewetzt. Auf dem Tisch steht ein Fernseher, darunter liegt eine Drahtspule, dazwischen fuchtelt Marin Soljacic mit den Armen in der Luft herum. Es sieht ein bisschen so aus wie bei David Copperfield, der eine junge Frau schweben lässt und zeigen will, dass sie nicht an Seilen hängt. Hier schwebt aber niemand, stattdessen springt der Fernseher plötzlich an. Soljacic lächelt verlegen. Er sagt: "Es geht ohne Kabel." Der Strom fließt durch die Luft.

Tatsächlich, der Fernseher ist nicht mit der Steckdose verbunden. Aber Soljacic ist kein Magier, sondern Physiker, und der Trick mit dem Fernseher ist keine Illusion, sondern Wissenschaft, begutachtet von anderen Forschern, veröffentlicht in "Science". Er will die Welt vom Kabelgewirr befreien, drahtlose Geräte wirklich drahtlos machen, die letzte Leitung kappen, das Netzkabel. Denn was nutzen Bluetooth, UMTS und das schnellste W-Lan, wenn Handy und Laptop dauernd an der Steckdose hängen? Soljacic will die Energie für mobile Geräte so übertragen, wie heute schon Informationen transportiert werden - durch die Luft.

Dieser Mann ist ein Genie. Jedenfalls hat er 2008 den "Preis für Genies" bekommen, das MacArthur-Stipendium: 500.000 Dollar zur freien Verfügung. Das Magazin Technology Review wählte ihn 2006 zu einem der "Young Innovators under 35". Jetzt hat er eine Firma gegründet - WiTricity, für Wireless Electricity, Strom ohne Kabel - und einen Mann fürs Marketing angestellt.

Die Geschichte seiner Erfindung hat Soljacic, Professor für Physik am Massachusetts Institute of Technology, schon oft erzählt, seit der "Science"-Veröffentlichung rufen dauernd Journalisten an. "Meine Frau denkt nie daran, ihr Handy aufzuladen, und dann piepst es, und man muss das Ladegerät finden und das Handy aufladen, sonst hört es nicht auf, und das passiert natürlich immer nachts. Und da habe ich gedacht: Wäre es nicht toll, wenn sich das Ding selbst ums Aufladen kümmern würde?"

Klingt wie auswendig gelernt. Hat der Marketingmann ihm das aufgeschrieben? Nein, versichert Soljacic, die Geschichte sei wahr.

Er hat sich ein Sakko übergezogen, aber in die Rolle des Unternehmensgründers muss er noch hineinwachsen. "Das haben noch nicht einmal hundert Leute gesehen", sagt er nach der Vorführung ohne Enthusiasmus und lässt die Schultern hängen. Er will das offenbar schnell hinter sich bringen. Soljacic ist ein Wissenschaftler, der gerade zum Geschäftsmann wird. "Meine natürliche Umgebung ist die Uni", sagt er, "mein Job ist es, über Sachen nachzudenken. Diese Aufmerksamkeit bin ich nicht so gewohnt."

Soljacic ist bescheidener als Nikola Tesla, jener exzentrische Elektropionier, der schon Anfang des 20. Jahrhunderts versuchte, Strom durch die Luft zu schicken. Auf Long Island, nur ein paar Hundert Kilometer entfernt, stellte er einen Turm auf, um mit Radiowellen Strom um die ganze Erde zu senden. Das Projekt wurde nie fertiggestellt, der Geldgeber stieg aus. Funktioniert hätte die Technik ohnehin nicht.

Die von Soljacic funktioniert. Im Sommer 2007, mehr als hundert Jahre nach Teslas Turmbau, brachte er eine Glühbirne zum Leuchten. Zwei Meter weit floss der Strom dafür durch die Luft.

Versucht man wie Tesla mit Radiowellen Energie zu übertragen, verteilt sie sich gleichmäßig im Raum, nur ein winziger Teil kommt beim Empfänger an. Bündelt man sie dagegen, etwa in einem Laserstrahl, lässt sie sich zwar gezielt transportieren, aber nur, wenn niemand im Weg steht. "Alles, was da rumläuft, kann schnell gebraten werden", sagt Soljacic.

Sender und Empfänger müssen aufeinander abgestimmt sein

Sein Trick besteht darin, Sender und Empfänger genau aufeinander abzustimmen: Die Quelle, eine stromdurchflossene Spule, sendet ein pulsierendes Magnetfeld mit einer bestimmten Frequenz. Nur wenn eine zweite, exakt auf diese Frequenz geeichte Spule in der Nähe ist, wird Energie übertragen. Physiker sprechen von gekoppelter Resonanz. In der Empfängerspule wird aus dem magnetischen wieder ein elektrisches Feld, Strom fließt. Man könne sich das vorstellen wie einen Raum voller Weingläser, die unterschiedlich hoch gefüllt sind, erklärt Soljacic: "Wenn jetzt eine Opernsängerin einen Ton singt, reagiert nur ein einziges Glas - das mit der gleichen Frequenz."

Nicht nur Handys und Laptops könnten so versorgt werden, sagt er, sondern auch Militär- und Haushaltsroboter - er selbst habe vier autonome Staubsauger -, außerdem Elektroautos, Herzschrittmacher und vielleicht auch beheizbare Kleidungsstücke. Wann wird es so weit sein? Darauf antwortet David Schatz, der Mann fürs Marketing: In eineinhalb bis zwei Jahren sollen die ersten Geräte mit WiTricity auf dem Markt sein.

Ganz neu ist die drahtlose Stromübertragung nicht. Das Prinzip wird in der Industrie für die Energieversorgung von Sensoren genutzt, etwa in Fertigungsstraßen für Autos. Soljacic ist aber der Erste, der drahtlosen Strom für jeden verwendbar machen will.

Dass sich die großen Elektronikfirmen noch kaum damit beschäftigt haben, könnte daran liegen, dass die Ausführung verzwickt ist. Das größte Problem ist die Effizienz: Nach zwei Metern erreicht nur etwa die Hälfte der Energie das Gerät, eine indiskutable Verschwendung. Verringern ließe sie sich durch einen kleineren Abstand zwischen Stromquelle und Empfänger. Über einen Meter kommen 90 Prozent der Energie an, sagt Soljacic. "Die Technik kann im Alltag einigermaßen effizient funktionieren", meint Will Stewart vom Optoelektronik-Forschungszentrum der Universität Southampton. "Aber wir werden den drahtlosen Strom nicht überall im Haus haben, sondern vielleicht nur am Schreibtisch."

Intel sieht noch zu viele Probleme

Der Chipfabrikant Intel hat die Technik schon ausprobiert, sein Urteil klingt zurückhaltend: Es gebe noch viele Probleme, aber die Entwickler hofften, sie eines Tages lösen zu können. Auch Soljacic hat noch einiges zu tun. Der Prototyp setzt fünf Prozent der Energie als elektromagnetische Strahlung frei, und die liegt über den erlaubten Grenzwerten. Außerdem funktioniert die Übertragung noch nicht, wenn sich der Empfänger bewegt.

Auf die Idee, magnetische Resonanzen zu nutzen, kam der Physiker durch seine Forschung am MIT. Dort beschäftigt er sich mit nichtlinearer Optik und Nanophotonik. "Da gibt es elektromagnetische Resonatoren, die machen im Prinzip das Gleiche wie meine Spulen, nur mit viel höheren Frequenzen", erklärt er. Als einen Geniestreich verkauft er seinen Einfall nicht.

Seine erstaunliche Karriere stellt er gern als eine Reihe günstiger Gelegenheiten dar. Dass er 1992 überhaupt in die USA kam, sei "fast ein Zufall", sagt der gebürtige Kroate. "Der Krieg zu Hause wurde immer schlimmer. Manche Kriege gehen immer weiter und ergeben einfach keinen Sinn. Und dann stirbt man ohne Grund." Trotzdem hätte er sich fast freiwillig gemeldet, erzählt Soljacic. "Meine Mutter kannte den Befehlshaber vor Ort und hat ihm gesagt, er solle mich nicht nehmen. Sie hat es verdorben." Er grinst.

Soljacic bewarb sich am MIT, um eine "Option" zu haben, wie er sagt. Sein letztes Schuljahr in Zagreb verbrachte er zum großen Teil im Keller. "Wahrscheinlich konnte ich deshalb so gut für die MIT-Prüfung lernen." Er bekam den Studienplatz und ein Stipendium gleich dazu.

Die kabellose Stromübertragung erforscht er am MIT eher nebenbei - und nicht ganz uneigennützig. "Es wäre praktisch", sagt er, "wenn ich bei dem ganzen Hin und Her zwischen MIT, Firma und Hotels nicht dauernd an das Ladegerät denken müsste." Das fällt ihm offensichtlich schwer: Auf seinem Regal liegen drei Laptop-Adapter.



Forum - Diskussion über diesen Artikel
insgesamt 41 Beiträge
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GM64 26.04.2009
1. So etwas gibt es schon
Philips bietet schwimmende LED Lampen die mittels Induktion aufgeladen werden können, die werden in eine Mulde hineingelegt und müssen da nicht eingestöpselt werden. Aber wenn man dabei viel Energie verschwendet, dann ist es nicht interessant. So schlimm sind Kabel gar nicht. Wenn er jetzt einen verlustfreien Trafo gefunden hätte, das wäre schon.
lichtschalter 26.04.2009
2. Strahlung Nein Danke
Schon jetzt ist der metropole Raum stark mit technischer Funkstrahlung belastet. Viele Menschen und Tiere leiden darunter. Wirtschaft, Wissenschaft und öffentliche Meinung spielen die Probleme herunter oder versuchen die Zusammenhänge zu verschleiern. Je mehr Energie die Signale haben, die man "durch uns hindurch" schickt, desto eindeutiger werden die Symptome. Sie werden möglicherweise nicht mehr so diffus bleiben, wie daß sich jemand "dreckig fühlt" oder Nackenverspannungen hat ("falsche Sitzhaltung"). http://www.scribd.com/doc/14317366/Verminderte-DNAReparatur-durch-UMTS-und-GSM-900 http://omega.twoday.net/stories/5651982/ Es gibt eine natürliche Wetterstrahlung an welche sich die Evolution angepasst hat. Tiere und Pflanzen arbeiten damit, "wissen" wann welches Wetter ansteht (zB Ameisen, dichten den Bau ab)- oder ein Erdbeben. Da sollte nichts "dazwischenfunken" - schon gar nicht mit der natürlichen Pulsfrequenz (8 Hz) wie es der Mobilfunk tut.
evoluzzer 26.04.2009
3. Induktive Kopplung ist eine seit langem angewandte Technologie
"Induktive Kopplung" ist eine seit nahezu 100 Jahren in vielfacher Weise angewandte Technologie, für die man sicher weitere sinnvolle Anwendungsgebiete finden kann, die man jedoch nicht jedes Jahrhundert wieder neu "erfinden" kann. Um einen elektrischen Resonanzkreis zu erklären, braucht man nicht "eine Opernsängerin, die einen Ton singt und eineinziges Glas das (mechanisch) mitschwingt" zu bemühen. Jedes Gerät zum Empfang von elektromagnetischen Schwingungen, im Volksmund "Radio, TV-Tuner, Funkempfänger" genannt, arbeitet mit abgestimmten, besser variabel abstimmbaren, Resonanz-Schwingkreisen, um ausschließlich elektromagnetische Schwingungen einer bestimmten Frequenz empfangen zu können. Und was die drahtlos zum Leuchten gebrachte Glühlampe anbetrifft: In der unmittelbaren Nähe der großen Langwellen-Sender in der ersten Hälfte des vorigen Jahrhunderts, z.B. Königs-Wusterhausen, haben findige Bastler mit abgestimmten Empfangsantennen schon Glühbirnen zum Leuchten gebracht. Das Problem war damals, wie auch heute, der geringe Wirkungsgrad, und der entstehende Elektro-Smog.
Newspeak, 26.04.2009
4. ...
Zitat von lichtschalterSchon jetzt ist der metropole Raum stark mit technischer Funkstrahlung belastet. Viele Menschen und Tiere leiden darunter. Wirtschaft, Wissenschaft und öffentliche Meinung spielen die Probleme herunter oder versuchen die Zusammenhänge zu verschleiern. Je mehr Energie die Signale haben, die man "durch uns hindurch" schickt, desto eindeutiger werden die Symptome. Sie werden möglicherweise nicht mehr so diffus bleiben, wie daß sich jemand "dreckig fühlt" oder Nackenverspannungen hat ("falsche Sitzhaltung"). http://www.scribd.com/doc/14317366/Verminderte-DNAReparatur-durch-UMTS-und-GSM-900 http://omega.twoday.net/stories/5651982/ Es gibt eine natürliche Wetterstrahlung an welche sich die Evolution angepasst hat. Tiere und Pflanzen arbeiten damit, "wissen" wann welches Wetter ansteht (zB Ameisen, dichten den Bau ab)- oder ein Erdbeben. Da sollte nichts "dazwischenfunken" - schon gar nicht mit der natürlichen Pulsfrequenz (8 Hz) wie es der Mobilfunk tut.
Ihr Einwand ist, tut mir leid, wissenschaftlicher Unsinn. Der Mensch lebt sein Anbeginn der Zeit in einem Universum, das immer und überall von elektromagnetischen Feldern wechselnder Stärke durchdrungen ist. Strahlung des gesamten elektromagnetischen Spektrums dringt auf uns ein, und zwar aus natürlichen Quellen mitunter sehr viel stärker, als aus technischen Anlagen. Wenn sich die Ionen in ihrem Körper bewegen, z.B. im Zuge der Weiterleitung von Nervensignalen, d.h. faktisch immer, erzeugen sie ebenfalls ein elektromagnetisches Feld, klein zwar, aber in der Summe bestimmt nicht zu vernachlässigen. Jedes Gewitter setzt lokal mehr Energie frei, als irgendein Handy. Die physikalischen Zusammenhänge sind klar, niemand in der Wissenschaft hat einen Nutzen darin, diese zu "verschleiern", aber viele in der Gesellschaft haben auch nicht die geringste Ambition sich ernsthaft mit der nötigen Physik auseinanderzusetzen, wozu auch, wenn es doch viel bequemer ist, jedem dahergelaufenen Esoteriker Glauben zu schenken. Die menschliche Gesundheit wird jedenfalls durch menschliches Verhalten (falsche Ernährung, Rauchen, Alkohol usw.) erheblich und faktisch nachweisbar um Größenordnungen stärker beeinflußt, als durch irgendein technisches Gerät!
rotas, 26.04.2009
5. Oberflächlicher Artikel
Mein Beileid zu diesem Artikel. IMO schlecht recherchiert, muss wohl ein Nichttechniker geschrieben haben. Der physikalische Effekt, der dort genutzt wird, ist die magnetische Kopplung. Schon lange bekannt und vielfach eingesetzt. Drahtlos Im Haushalt zu finden in Induktionsherden und elektrischen Zahnbürsten, etc. Gesundheitlich bedenklich, da sich das magnetische Feld nicht auf einen Punkt eingrenzen lässt und im Hochfrequenzbereich sich das Feld ausdehnt. Lt Wikipedia gibt es keine genauen Studien zur EMV, aber Verdachtsmomente. IMO nix mit Guru. Best Regards.
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