Home » Procesindustrie » Procesinstrumentatie » Temperatuurmeting » Grafeenspoel vangt energie uit magneetveld van kabels
Door: Redactie - 28 oktober 2026 |
Een temperatuursensor zonder batterij blijft jarenlang werken op energie die hij zelf oppikt uit het magneetveld rond een gewone stroomkabel. Onderzoekers van de University of Arkansas en de University of Michigan ontwikkelden een spoel van grafeen die precies is afgestemd op de netfrequentie. Valt de stroom toch uit, dan werkt de sensor dankzij een kleine energiebuffer nog minstens een dag door, zonder dat er ooit een batterij vervangen hoeft te worden.
Door een stroomkabel loopt wisselstroom die zestig keer per seconde heen en weer gaat in de Verenigde Staten, in Europa vijftig keer. Rond de kabel ontstaat daardoor een magneetveld dat voortdurend verandert. De onderzoekers stemden hun spoel van grafeen precies af op die frequentie, zodat hij maximaal energie opvangt. Grafeen is een laagje koolstof van één atoom dik, met een hoge geleidbaarheid en weinig gewicht. Een speciaal ontworpen schakeling zet de opgevangen wisselstroom om in gelijkstroom, welke vervolgens kleine condensatoren oplaadt. Die condensatoren werken als een soort mini-accu die snel vol raakt en de sensor continu van stroom voorziet.
Het opladen via de grafeenspoel verloopt langzaam, maar sneller dan de sensor de energie verbruikt. Zolang er stroom door de kabel loopt, blijven de condensatoren dus vol staan. Valt de voeding weg, dan teert de sensor in op die voorraad. Volgens hoogleraar Paul Thibado houdt de sensor het dan zeker 24 uur vol, en mogelijk zelfs een hele week. Hij noemt het ‘ophangen en vergeten’: eenmaal geplaatst, hoeft niemand er meer naar om te kijken. Het team stelde zichzelf drie harde eisen. De energie moet uit de directe omgeving komen, het verbruik moet op het niveau van nanowatts blijven en de sensor moet jarenlang, het liefst tientallen jaren, zonder onderhoud functioneren. Aan alledrie die eisen voldoet het prototype volgens de onderzoekers.
Voor de maakindustrie is dit soort zelfvoorzienende sensoren interessant op plekken waar bekabeling lastig bereikbaar is, zoals hoog in een stellage of diep in een schakelkast. Grafeen leent zich voor dit soort compacte spoelen omdat het dun, licht en goed geleidend is. Een sensor die geen batterij nodig heeft, hoeft ook niet periodiek vervangen te worden, wat tijd en onderhoudskosten bespaart. Thibado noemt toepassingen in het volgen van vrachtwagens en zendingen, metingen van lucht en bodem, en medische apparatuur. Dit is al de tweede zelfvoorzienende sensor die het team ontwikkelde, na een eerdere versie op grafeen-zonnecellen. Het einddoel is één sensor die energie haalt uit meerdere bronnen tegelijk, zoals licht, warmte, trillingen en magneetvelden, zodat bij uitval van de ene bron een andere het overneemt. Voor de industriële automatisering past dit soort techniek goed bij de opmars van sensoren die continu meten zonder handmatig ingrijpen. Het onderzoek van de University of Arkansas bevestigt dat het prototype al aan alle drie de gestelde eisen voldoet.
Dit artikel delen op je eigen website? Geen probleem, dat mag. Meer informatie.
IndustrieVandaag is een onafhankelijk platform met het laatste nieuws van vandaag over de procesindustrie, industrial processing, productie industrie, maakindustrie en elektronica industrie.
Neem contact met ons op:
Tel +31 (0)23 737 07 63
Email via contactpagina
