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Winziger Diamant soll Drohne im Flug laden

Drohne im Flug laden

Drohnen haben sich in den letzten Jahren beeindruckend weiterentwickelt. Ein großes Problem allerdings ist geblieben: kurze Akkulaufzeit. Doch was, wenn man zivile Drohnen im Flug laden könnte? Schweizer Forscher arbeiten genau daran.

Konkret soll man dank einem im Labor gezüchteten Diamanten eines Tages per Laser Drohnen im Flug laden können.

Selbst gezüchteter Diamant und Photovoltaikzellen als Geheimnis

LakeDiamond, ein Spin-off der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) arbeitet an diesem spektakulären Projekt. Bereits der Gedanke, Diamanten zu züchten, sorgt für Aufsehen. Doch wie genau funktioniert das Laden der Drohnen im Flug?

Man nehme einen energiereichen, kraftvollen Laserstrahl, ein Tracking-System und Photovoltaikzellen. Letztere müssen Hersteller auf der Außenseite einer Drohne befestigen. Befindet sich die Drohne im Flug, kann der Laserstrahl richtig gelenkt direkt auf die Photovoltaikzellen leuchten.

So kann die Kraft des Lasers letztendlich zur Ladung des Drohnen-Akkus führen. Die Drohne muss nicht mehr landen, um etwa per Kabel oder Ladestation nachzuladen. Die Flugzeit der Drohne wird potenziell unendlich.

Laser stellt keine Gefahr für Gesundheit dar

Die EPFL betont, dass das System keine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellt – z.B. für Haut oder Augen. Die Entwicklung ist eines von 10 Projekten, die vom Schweizer Weltraumamt über einen Zeitraum von 2 Jahren unterstützt und begleitet werden. Die Technologie von LakeDiamond basiert auf Diamanten, die im Labor des Unternehmens angebaut und anschließend auf atomarer Ebene geätzt werden.

Das System erzeugt einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1,5 µm, der nicht nur sicher ist, sondern auch viel weiter reisen kann, ohne an Kraft zu verlieren, erklärt die EPFL.

Andere Lade-Laser-Systeme gefährden Gesundheit

Pascal Gallo, der CEO von LakeDiamond betont weiters, dass seine Entwicklung damit der Konkurrenz voraus sei. Zwar gab es bereits ähnliche Systeme, mit denen man Drohnen im Flug laden kann. Meist für militärische Zwecke entwickelt, bediene man sich eines viel stärkeren Laserstrahls, der somit für Menschen gesundheitsgefährdend sein kann.

Wir haben etwa kürzlich über die Drohnenladung per Laser berichtet. Das US-Verteidigungsministerium hat Unternehmen mit der Entwicklung des Systems für militärische Zwecke beauftragt.

Das von LakeDiamond entwickelte System unterscheidet sich auch in anderen Aspekten. Dieser Laserstrahl hat einen größeren Durchmesser, und seine Strahlen bleiben über eine größere Entfernung parallel. In diesem Fall bis zu mehreren hundert Metern.

Winziger Diamant ermöglicht Drohne im Flug aufzuladen

Im Laser von LakeDiamond wird das von einer Diode erzeugte Licht auf einen Booster gerichtet, der aus reflektierendem Material, einer optischen Komponente und einer kleinen Metallplatte besteht, um die Wärme aufzunehmen.

Die Innovation liegt nicht in diesem bereits bestehenden Aufbau. Vielmehr ist es die Tatsache, dass der emittierte Strahl laut EPFL nur wenige Dutzend Watt stark ist. Das Geheimnis ist die Verwendung eines kleinen, quadratischen, im Labor gezüchteten Diamanten als optische Komponente.

Diamant in speziellem Prozess gezüchtet

Zu den wichtigsten Eigenschaften der im Labor gezüchteten Diamanten gehören hohe Transparenz und Wärmeleitfähigkeit. An deren Entwicklung haben die Forscher laut EPFL bereits mehr als 10 Jahre gearbeitet.

LakeDiamond baut seine Diamanten durch einen Prozess der chemischen Dampfabscheidung an, ein Ansatz, der ihre Reinheit und Reproduzierbarkeit gewährleistet. Die Oberflächen der entstehenden Diamanten werden dann auf Nano-Niveau modelliert, wobei das Fachwissen aus dem Labor von Niels Quack an der EPFL genutzt wird.

Nicolas Malpiece, zuständig für den Bereich des Power Beaming bei Lake Diamond, zeigt weitere Potenziale auf. Wolle man mehr Leistung erreichen, etwa um eine größere Drohne im Flug aufzuladen, kann man diese Laser sogar in Serie betreiben.

Das Fernladesystem des Unternehmens funktioniert nun also im Labor. Die EPFL betont jedoch, dass man es für den Praxiseinsatz noch weiterentwickeln und verfeinern muss.

Christian Brandstötter MMSc ist freiberuflicher Autor und Blogger aus Niederösterreich. Wenn er nicht über spannende neue Anwendungsfälle von Drohnen berichtet, schreibt er über Blockchain-Technologie, digitale Vermögenswerte und innovative Software.

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