Arbeiten

Der Mann, der Strom durch die Luft schickt

ZEIT Wissen, 3/2009

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 WLAN, 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.

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.«

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.