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 mit einer Entwicklung von Ingenieuren an der University of Colorado https://www.colorado.edu in Boulder zum Generator, der kleine elektronische Geräte mit Strom versorgen kann. Die Technik basiert auf dem Prinzip der Thermoelektrik. Bestimmte Werkstoffkombinationen erzeugen einen elektrischen Strom, wenn auf deren Oberflächen unterschiedliche Temperaturen herrschen. Jianliang Xiao, Professor für Maschinenbau, macht sich die Wärmeunterschiede zwischen der Haut und der Umwelt zunutze. Das funktioniert am besten bei kühlerem Wetter und durch sportliche Aktivitäten erwärmtem menschlichem Körper.

 

[b]Langlebiger Ersatz für Batterien[/b]

 

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. „Batterien müssen von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden", sagt Xiao. Da nicht alle recycelt werden, sei das ein Problem für die Umwelt und Ressourcenverschwendung. Sein Generator sei dagegen langlebig und könne, wenn er denn doch mal den Geist aufgibt, leicht recycelt werden.

 

[b]Als Fingerring oder Armband[/b]

 

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 sein 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. Wenn die Leistung eines Geräts nicht ausreicht könnten mehrere nebeneinander angelegt werden. Die Forscher sagen, dass die Leerlaufspannung von fünf Volt erreicht wird, wenn der Träger einen flotten Spaziergang macht.

 

[b]Strom fürs Internet der Dinge[/b]

 

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 beispielsweise erzeugen meist Wärme, die mit Hilfe der thermoelektrischen Generatoren zur Stromerzeugung genutzt werden kann.



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