Revolution in Graz: Forscher entwickeln batterielose Energieübertragung für IoT

Revolution in Graz: Forscher entwickeln batterielose Energieübertragung für IoT

In einer Zeit, in der das Internet der Dinge (IoT) boomt und bereits sechszehn Milliarden Geräte in Betrieb sind, mit einem klaren Ziel von dreißig Milliarden bis 2025, bringt ein neues Forschungsprojekt frischen Wind in die Energiewelt. An der Technischen Universität Graz tüfteln Wissenschaftler zusammen mit internationalen Kollegen an einem innovativen Ansatz zur Energieübertragung, um die Batterien für IoT-Geräte überflüssig zu machen. Sie setzen auf eine Kombination aus Funktechnologie und Umgebungsenergie, um die Umweltbelastung durch Altbatterien signifikant zu reduzieren. Dabei spielt die Backscatter-Kommunikation eine entscheidende Rolle, wie futurezone.at berichtet.

Das Projekt mit dem klangvollen Namen Ambient-6G verfolgt das Ziel, die Smart-Home-Welt nachhaltig zu verändern. In einem typischen Haushalt finden sich viele batteriebetriebene IoT-Geräte wie smarte Thermostate, Türschlösser und Beleuchtungssysteme. Diese Geräte kommunizieren derzeit meist über WLAN oder Bluetooth – eine Methode, die nicht nur hohe Energiekosten mit sich bringt, sondern auch regelmäßige Wartung erfordert. Durch den Einsatz von Backscatter-Technologie reflektieren die Geräte lediglich vorhandene elektromagnetische Wellen, anstatt eigene Signale zu senden. So wird nicht nur der Energieverbrauch gesenkt, sondern auch der Wartungsaufwand verringert.

Die technische Revolution im IoT

Wie funktioniert das Ganze? Die Forscher setzen auf neuartige Antennensysteme, die die Effizienz der Kommunikation deutlich steigern. Diese Antennenarrays werden gezielt entwickelt, um die Sendeleistung der Geräte zu reduzieren und gleichzeitig die Signalverarbeitung zu verbessern. Auch Herausforderungen, etwa die Signalverarbeitung bei schwachen Signalen über größere Distanzen, sollen mit speziellen Algorithmen angegangen werden. Dies könnte besonders in Anwendungsbereichen wie elektronischen Preisschildern in Supermärkten von Vorteil sein, die ohne Batterien auskommen und so wesentlich wartungsfreundlicher sind.

Eine Zusammenarbeit mit der Chalmers Universität in Schweden hat zudem die Entwicklung eines vollständig passiven Beamforming-Netzwerks zum Ziel. In diesem Rahmen werden auch retrodirektive Arrays für die Ambient-Backscatter-Kommunikation erarbeitet. Hier zeigen sich bereits vielversprechende Ergebnisse, die auf der EuCAP 2025 Konferenz in Stockholm präsentiert wurden. Der Fokus liegt auf der signifikanten Reduzierung des Energieverbrauchs in Kommunikationsmodulen, was die Energieversorgung und Vernetzung der Milliarden von IoT-Geräten revolutionieren könnte, während gleichzeitig soziale und wirtschaftliche Vorteile in den Vordergrund rücken. Wie vinnova.se feststellt, gibt es einen dringenden Bedarf an nachhaltigen Alternativen zu den herkömmlichen Lösungen, die oft auf Batterien angewiesen sind.

Ein Blick in die Zukunft des IoT

Das IoT hat seit seinen Anfängen – das erste vernetzte Gerät wurde bereits 1982 an der Carnegie Mellon University entwickelt – einen langen Weg zurückgelegt. Der Begriff „Internet der Dinge“ wurde vor über 20 Jahren populär gemacht und hat in den letzten Jahren exponentiell an Bedeutung gewonnen. IoT-Geräte sind nicht nur in privaten Haushalten zu finden, sondern auch in Bereichen wie der Industrie, dem Gesundheitswesen und sogar in der Landwirtschaft. Die Möglichkeiten sind schier endlos.

Doch mit dieser rasanten Entwicklung kommen auch Herausforderungen, insbesondere im Hinblick auf Datenschutz und Sicherheit. Die Geräte sind anfällig für Sicherheitsverletzungen, was zunehmend Regulierung und Standards erforderlich macht, um das Vertrauen der Verbraucher nicht zu verlieren. Organisationen arbeiten intensiv daran, Sicherheitsrichtlinien zu entwickeln und Lösungen zu finden, um etwa schwache Authentifizierung und unzureichende Sicherheitsupdates zu beheben. Wie Wikipedia anmerkt, ist die Fragmentierung von Plattformen und die mangelnde Interoperabilität zwischen diesen Geräten eine der größten Hürden, die es zu überwinden gilt.

Mit den neuesten Forschungsansätzen könnte das IoT jedoch eine neue Ära der Energieeffizienz betreten und dabei helfen, die Welt nachhaltiger zu gestalten. Die Forscher in Graz und ihre Partner stehen an der Spitze dieser Entwicklungen und zeigen, dass es nicht nur um Technologie, sondern auch um Verantwortung geht. Hier liegt wirklich etwas an!