Ein Handy, das sich selbst auflädt

Für die Vieltelefonierer der Gegenwart wäre es Traum: Ein Handy, das man nie mehr an der Steckdose aufladen muss. Wenn es nach Nokia geht, könnte der Traum in einigen Jahren Wirklichkeit werden. Der Handyhersteller arbeitet nämlich, so ist aus dem Nokia Research Center im britischen Cambridge zu erfahren, an einem Gerät, das Radiostrahlung aus der Umwelt in Strom umwandelt und ins Mobiltelefon einspeist.

Was manchen Zeitgenossen als Elektrosmog Kopfzerbrechen macht, ist für Markku Rouvala von Nokia Research Rohstoff: Radiowellen von WLANs, Mobilfunkantennen, TV-Sendern und anderen Quellen. Der Prototyp kann aus der Strahlung eine Stromleistung von 50 Milliwatt erzeugen. Ein vollständiges Aufladen dauere zwar sehr lange, aber die Leistung genüge schon für den Standby-Betrieb. „Damit können Sie Ihr Handy im Grunde unbegrenzt im Standby-Modus halten“, sagt Rouvala.

Das Gerät funktioniert nach demselben Prinzip wie ein Kristalldetektor aus den frühen Tagen des Rundfunks oder die bekannten RFID-Etiketten (für „Radio Frequency Identification“). Die schwingende Magnetfeldkomponente des einlaufenden Radiosignals lässt in der Antennenspule Elektronen oszillieren – es entsteht also ein schwacher Induktionswechselstrom (der in Gleichstrom umgewandelt werden kann). Dafür sind zwei passive Schaltkreise nötig. „Selbst wenn es sich nur um Mikrowatt handelt, lässt sich damit Energie abzapfen. Die gesamte Schaltung darf nur nicht mehr Energie verbrauchen, als empfangen wird“, erläutert Rouvala.

Um die Leistung zu erhöhen, wandelt das Nokia-Gerät einen größeren Ausschnitt aus dem Radiofrequenzspektrum um. Dazu sei ein Breitband-Empfänger nötig, der Signale mit einer Frequenz zwischen 500 Megahertz und 10 Gigahertz empfängt, sagt Rouvala. In dieser Spanne befinden sich viele mit Radiowellen arbeitende Kommunikationskanäle.

Bislang werden solche Technologien zur „Ernte“ der Umgebungsenergie ("Energy-Harvesting) nur in Nischenmärkten genutzt, etwa um drahtlose Sensoren oder RFID-Tags mit Strom zu versorgen. Sollte Nokias Prototyp tatsächlich so funktionieren, wie Rouvala sagt, könnte die Technik auch im Massenmarkt der Verbrauchergeräte Einzug halten.

Anfang des Jahres hatten Joshua Smith vom Chiphersteller Intel und Alanson Sample von der Universtität von Washington in Seattle einen Sensor für Temperatur und Luftfeuchtigkeit vorgestellt, der nach demselben Prinzip arbeitet. Der erzeugt aus einem Radiosignal, das von einer 4,1 Kilometer entfernten 1-Megawatt-TV-Sendeantenne abgestrahlt wird, eine Leistung von 60 Mikrowatt. Also ungefähr ein Tausendstel dessen, was Nokia herausholen will.

Um 50 Milliwatt zu erreichen, seien etwa 1000 starke Radiosignale in der Umgebung nötig, sagt Joshua Smith. Eine Antenne, die das von Nokia angegebene Frequenzband erfassen kann, würde nicht ohne Verluste bei der Umwandlung arbeiten. Er vermutet deshalb, dass der Prototyp in einer Umgebung getestet wurde, die besonders dicht mit Radiosignalen abgedeckt war.

„50 Milliwatt klingt erst einmal nach einer Menge“, meint auch Harry Ostaffe von der Firma Powercast aus Pittsburgh, die ein System verkauft, um einen Sensor mittels Radiosignal über einen Abstand von 15 Metern aufzuladen. „Andererseits sind Radiowellen überall um uns herum, so dass es funktionieren könnte, wenn sie eine größere Spanne an Frequenzen zusammenbringen.“

Steve Beeby, Ingenieur und Physiker an der Universität Southampton in Großbritannien, forscht selbst an der Technologie. Er zeigt sich überrascht: „Wenn sie 50 Milliwatt aus der Umgebung ziehen können, wäre ich nicht mehr lange im Geschäft.“ Das Marktpotenzial hält er für riesig, denn MP3-Player werden üblicherweise mit 100 Milliwatt betrieben. Die meiste Zeite seien sie ohnehin im Standby-Modus.

Nokia hat bislang kaum Details herausgerückt, doch Markku Rouvala ist zuversichtlich, dass die Technologie „in drei bis vier Jahren“ marktreif sein könnte. Nokia plane allerdings, sie in Kombination mit anderen Energiequellen wie Solarzellen, die ins Handy-Gehäuse eingebettet sind, einzusetzen. (nbo)