In Anbetracht der rasanten Entwicklung von Drohnentechnologien und der Verschärfung der Sanktionen gegen den Import chinesischer Elektronik (insbesondere nach dem Verbot der USA von DJI-Drohnen Ende 2025) setzt Peking auf radikale technologische Überlegenheit. Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Chinesischen Universität für Zivilluftfahrt (CAUC) hat eine revolutionäre Lösung für das Problem der Autonomie von Drohnen vorgestellt: einen Flügel-Energieempfänger, der das Gerät während des Flugs direkt über einen Bodensender mit Laserenergie aufladen kann.

Tandem-Architektur: Perowskit und Thermoelektrizität

Die Entwicklung, die unter der Leitung von Han Jianhua in der renommierten Zeitschrift Matter & Light veröffentlicht wurde, verändert den Ansatz zur Energieversorgung von Luftfahrzeugen grundlegend. Die Technologie basiert auf einer einzigartigen Tandem-Architektur. Die obere Schicht des Empfängers ist eine spezialisierte Perowskit-Zelle, die auf das Einfangen von grünem Laserlicht mit einer Wellenlänge von etwa 520 Nanometern abgestimmt ist. Die Innovation beschränkt sich jedoch nicht nur auf den photovoltaischen Effekt.

Unter der Perowskit-Schicht befindet sich ein thermoelektrischer Generator. Seine Aufgabe ist es, die unvermeidliche Abwärme, die bei der Arbeit des optischen Elements entsteht, zu nutzen und in zusätzliche elektrische Energie umzuwandeln. Genau diese doppelte Struktur ermöglichte es den Ingenieuren, rekordverdächtige Werte des Wirkungsgrads (Wirkungsgrad) zu erreichen, die für herkömmliche einzelne Fotoelemente nicht zugänglich sind.

Lösung des Überhitzungsproblems und Nanokristalle

Das größte Hindernis für die Einführung solcher Systeme war bisher die kritische Überhitzung. Die Konzentration einer starken Laserstrahlung auf einem kompakten Empfänger konnte die Temperatur auf 80–90 °C erhöhen, was eine schnelle Degradation des Perowkits und eine Beschädigung der Drohnenstruktur zur Folge gehabt hätte. Um dieses Problem zu lösen, integrierte das Team in die Matrix des Empfängers Nanokristalle aus Antimontriselenid.

Diese Nanokristalle weisen eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf und bilden eine Schutzbarriere für die empfindliche Schicht. Dies ermöglichte es, den für den effizienten Betrieb des thermoelektrischen Generators erforderlichen Temperaturunterschied aufrechtzuerhalten, sowie die Größe der Perowskit-Kristallite zu vergrößern, was interne Defekte verringerte und den Elektronentransport verbesserte.

Aerodynamik und Testergebnisse

Die Ingenieure haben auch Kanäle für die Luftkühlung direkt in die Struktur des Flügels integriert. Der Luftstrom während des Flugs kühlt aktiv die Rückseite der thermoelektrischen Schicht. Diese Konstruktion erfüllt drei Funktionen: Sie erhöht die Stromerzeugung, verringert den Luftwiderstand und erzeugt zusätzlichen Auftrieb.

Während der Labortests ermöglichte der vollständig montierte Empfänger eine kontinuierliche Drehung des Drohnenmotors mit einer Geschwindigkeit von 7820 Umdrehungen pro Minute. Das System arbeitete stabil, ohne Leistungseinbrüche oder Anzeichen von Überhitzung, die für nicht optimierte Analoga typisch sind.

Widersprüchliche Daten und praktische Hindernisse

Trotz des Erfolgs des Prototyps weisen Experten auf erhebliche Diskrepanzen zwischen Laborbedingungen und der Realität hin. Wie das Magazin HotHardware feststellt, wird die Einführung der Technologie auf Schwierigkeiten beim automatischen Verfolgen eines sich bewegenden Ziels unter Bedingungen von Turbulenzen und Bewölkung stoßen. Darüber hinaus erfordert die Verwendung hochenergetischer Strahlen die Entwicklung strenger Sicherheitsprotokolle, um Risiken für die Tierwelt und die bemannte Luftfahrt auszuschließen.

Gleichzeitig kann angesichts des Kontexts des Jahres 2026, in dem die Verteidigungskräfte vieler Länder bereits überwiegend chinesische Drohnen einsetzen (laut Quellen aus dem Baltikum), das Auftreten einer Technologie für den unendlichen Flug zu einem Faktor werden, der das Kräfteverhältnis zugunsten Pekings verschiebt, trotz politischer Beschränkungen.