21. Februar 2024
ETH-Forscher haben einen Durchbruch in der Sensorik erzielt: Sie entwickelten einen Sensor, der ausschliesslich durch Schallwellen betrieben wird. Diese Technologie hat das Potenzial, den Einsatz von Millionen von Batterien überflüssig zu machen und bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in Bereichen wie Infrastrukturüberwachung und Medizintechnik.
Die ETH-Forscher Marc Serra-Garcia und Johan Robertsson haben einen Sensor entwickelt, der Energie aus Schallwellen nutzt, um elektronische Geräte zu steuern. Dieser batterielose Sensor könnte einen bedeutenden Beitrag zur Reduzierung des Batterieabfalls leisten. Eine EU-Studie prognostiziert, dass bis 2025 täglich 78 Millionen Batterien entsorgt werden könnten.
Der bereits patentierte Sensor kann zwischen bestimmten Wörtern unterscheiden und darauf reagieren. Der Prototyp kann zwischen den Wörtern «three» und «four» unterscheiden, wobei «four» genügend Schallenergie erzeugt, um den Sensor zu aktivieren. Zukünftige Versionen des Sensors sollen bis zu zwölf verschiedene Befehle erkennen können und sind zudem wesentlich kleiner als der Prototyp.
Das Besondere am Sensor ist, dass er ein Meta-Material ist, das hauptsächlich aus Silizium besteht und keine giftigen Schwermetalle oder seltene Erden enthält. Die Struktur des Sensors, bestehend aus mikrostrukturierten Plättchen und Verbindungsstegen, die wie Federn wirken, ist entscheidend für seine Funktionsweise.
Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Sensoren sind vielfältig. Sie können in der Überwachung von Erdbeben oder Gebäuden eingesetzt werden, um Schäden wie Risse zu erkennen. In der Ölindustrie könnten sie verwendet werden, um Gaslecks zu identifizieren. In der Medizintechnik könnten sie in Gehörschnecken-Implantaten oder zur Messung des Augendrucks eingesetzt werden, wo der Platz für Batterien begrenzt ist.
Serra-Garcia, der mittlerweile am Forschungszentrum Amolf in den Niederlanden arbeitet, sieht auch ein grosses Interesse der Industrie an diesen Nullenergie-Sensoren. Das Ziel ist es, bis 2027 einen soliden Prototypen zu entwickeln, mit der Option, bei ausbleibendem Interesse ein eigenes Start-up zu gründen. Diese Entwicklung markiert einen Schritt in Richtung einer nachhaltigeren und effizienteren Sensor-Technologie.
Weitere Informationen unter:
https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2024/01/schallbetriebene-sensoren-sparen-millionen-von-batterien.html