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pte20210212002 Umwelt/Energie, Technologie/Digitalisierung

Menschliche Haut wird zum Generator

Ring oder Armband versorgt Elektronik mit Strom - Breite Anwendungspalette denkbar


Thermoelektrischer Generator als tragbarer Fingerring (Foto: Xiao Lab)
Thermoelektrischer Generator als tragbarer Fingerring (Foto: Xiao Lab)

Boulder (pte002/12.02.2021/06:05) - Der menschliche Körper wird dank Ingenieuren der University of Colorado http://colorado.edu zum Generator, der kleine elektronische Geräte mit Strom versorgt. Die Technik basiert auf dem Prinzip der Thermoelektrik. Bestimmte Werkstoffkombinationen erzeugen elektrischen Strom, sobald auf deren Oberflächen unterschiedliche Temperaturen herrschen.

Kleiner Ersatz für Batterien

Forschungsleiter Jianliang Xiao macht sich Wärmeunterschiede zwischen der Haut und der Umwelt zunutze. Das funktioniert am besten bei kühlerem Wetter und einem durch sportliche Aktivitäten erwärmten menschlichen Körper. Das Element erzielt eine Leerlaufspannung von ein bis fünf Volt pro Quadratzentimeter, je nach Temperaturdifferenz. Der erzeugte Strom reicht laut Xiao aus, um etwa Armbanduhren oder Fitnesstracker zu versorgen. Da nicht alle Batterien recycelt werden, besteht dem Fachmann nach ein Problem für die Umwelt und auch Ressourcenverschwendung ließe sich vermeiden.

Xiaos Generator ist eigenen Angaben nach langlebig und lässt sich, wenn er denn doch einmal den Geist aufgibt, leicht recyceln. Basis ist ein flexibles Plättchen aus einem Kunststoff namens Polyimin. In diesen stecken Xiao und sein Team mehrere dünne thermoelektrische Generatoren so, dass sie Kontakt zur Haut des späteren Nutzers haben. Diese sind durch hauchdünne Drähte miteinander verbunden, sodass jeder seinen Teil zur Gesamtleistung beitragen kann. "Dieses Design macht das System äußerst dehnbar, sodass es sowohl als Ring als auch als Armband getragen werden kann", so Xiao. Der Kunststoff schütze die Generatoren zudem vor Beschädigung.

Strom fürs Internet der Dinge

Wenn die Leistung eines Geräts nicht ausreicht, können mehrere nebeneinander angelegt werden. Laut den Forschern erreicht die Leerlaufspannung fünf Volt, wenn der Träger einen flotten Spaziergang macht. Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist das Internet der Dinge. Es basiert darauf, dass zahlreiche Sensoren Daten erfassen, die etwa zur Steuerung des intelligenten Hauses oder von Produktionsstätten benötigt werden. Maschinen etwa erzeugen meist Wärme, die sich mithilfe der thermoelektrischen Generatoren zur Stromerzeugung nutzen lässt.



(Ende)
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