Energy Harvesting: Stromerzeugen im Handumdrehen

(PresseBox) (Eltville, ) .
- Innovationen in Energieerzeugung und -management sind weiter fortgeschritten, als es zumeist bekannt ist.
- Die faszinierenden Möglichkeiten, die in Zukunft zur Verfügung stehen, werden die Energiemärkte grundlegend verändern - und nicht nur diese.
- Der Mensch selbst wird zum Kraftwerk.


"Die Energielandschaft der Zukunft wird keine Monokultur sein, sagt Gregor Schiffer, Leiter des FutureMarkets-Centers "Energie und Infrastruktur" der FutureManagementGroup AG: "Das Nebeneinander aus Mikro- und Makrotechnologien wird die Energieerzeugung über die traditionellen Energiemärkte hinaus in gänzlich andere Märkte und Lebensbereiche ausdehnen. Wir werden Strom gewissermaßen im Handumdrehen produzieren, ohne dass uns dies bewusst ist, einfach nur dadurch, dass wir uns bewegen. Wir werden nur feststellen, dass wir unsere Geräte nicht mehr so oft oder vielleicht überhaupt nicht mehr mit einer Stromquelle verbinden müssen."

Dass sich das öffentliche Interesse zumeist auf Großtechnologien fokussiert, ist angesichts der gesellschaftlichen Bedeutung der Energieversorgung und der aktuellen Entwicklungen in der nationalen und internationalen Energiepolitik verständlich. Doch auch das steigende Bedürfnis der Menschen nach Mobilität beeinflusst die Entwicklung: Neben großen Anlagen, die ein intelligentes und flächendeckendes Netz mit Strom versorgen, wächst auch das Interesse an netzunabhängigen, dezentralen, kleinen und leichten, aber effizienten Energiequellen, die das "Energy Harvesting", also das Gewinnen kleiner Energiemengen ermöglichen.

Erste Anzeichen für diese Entwicklung sind schon heute sichtbar. Jacken, die tagsüber Sonnenenergie speichern und diese bei Dunkelheit an eingearbeitete Leuchtelemente abgeben, sind bereits auf dem Markt. Diesen Schritt noch vor sich hat das als "Reverse Electrowetting" bezeichnete Verfahren, mit dem Schuhe zu Stromquellen umfunktioniert werden können. Die Technologie basiert auf Tröpfchen einer leitfähigen Flüssigkeit, die zwischen zwei Schichten eines speziell strukturierten Dünnfilms liegen und bei mechanischem Druck oder Vibration auf einer Kontaktfläche bewegt werden, wodurch elektrische Spannung entsteht. Berechnungen zufolge könnte diese Technologie einen Ertrag von bis zu zehn Watt pro Fuß liefern, was ausreicht, um Smartphones, Radios oder Laptops aufzuladen bzw. zu betreiben.

Spazierengehend Strom erzeugen ist ebenfalls die Grundidee der vor einigen Jahren entwickelten "E-bag", einer Handtasche, die für ihr integriertes Kühlsystem die Bewegungsenergie ihres Trägers bzw. ihrer Trägerin nutzt und einen Akku speist. Auch die Schwingbewegung eines Springseils kann zum Aufladen von Akkus verwendet werden. Das von dem Produktdesigner Kyung Guk Lee entwickelte Konzept des "E-ropes" soll ausreichen, um innerhalb eines 20-minütigen Trainings einen Ladevorgang abzuschließen. Zu einer Renaissance des klassischen Fahrrad-Dynamos könnte die Idee des Mobiltelefonherstellers Nokia führen, der ein Handyladegerät für die Fahrradmontage entwickelt hat. Wer zehn Minuten lang mit 10 km/h fährt, verschafft sich rund 28 Minuten Sprechzeit.

Was beim Gehen, Hüpfen und Radfahren funktioniert, sollte sich auch beim Tanzen zu dröhnenden Bässen lohnen. Ein vom britischen Mobilfunkanbieter Orange entwickeltes T-Shirt soll das tanzende Aufladen von Smartphones möglich machen. Die integrierte piezoelektrische Membran über dem Bauch des Shirts verwandelt Schalldruck in elektrischen Strom, der in einer Batterie gespeichert und mit einem Ladekabel übertragen werden könne. Schon bei einem Schalldruck von 80 Dezibel, was in etwa dem Lärmpegel einer viel befahrenen Straße entspricht, könnten rund sechs Watt Strom erzeugt werden. Andere Entwickler arbeiten daran, die beim Tanzen entstehenden Bodenvibrationen in elektrischen Strom umzuwandeln. Ähnliche Konzepte werden auch für Bürgersteige und Straßenbeläge entwickelt.

Dass sich Energie nicht nur durch Tanzen, Trampeln und Strampeln, sondern gar aus kleinsten Fingerbewegungen gewinnen lässt, haben Forscher von Samsung an der koreanischen Sungkyunkwan-Universität gezeigt. Allein das Antippen sowie das Aufrollen flexibler Touchscreens soll genug Impulse liefern, um deren Stromversorgung zu gewährleisten. Piezoelektrische Nanostäbe aus Zinkoxid zwischen zwei Graphenschichten dienen als Stromquelle für die berührungsempfindlichen flexiblen Displays.

"Natürlich", erklärt der Energie-Experte Gregor Schiffer der FutureManagementGroup AG, "werden mit solchen Technologien nicht die entscheidenden Versorgungsfragen gelöst. Die Mikrotechnologien adressieren aber den Bedarf nach mobiler Energieversorgung, der gerade angesichts ständig wachsender Mobilität und des stärker werdenden Wunsches nach größerer Unabhängigkeit und Autarkie in Zukunft weiter an Bedeutung gewinnen wird. Technologische Entwicklungen in angrenzenden Feldern, wie beispielsweise der Wireless Energy Transfer oder die Nukleartechnologie 2.0, werden weitere und bisher nicht erkannte Möglichkeiten eröffnen."

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