Dieses Wearable verwandelt Eure Körperwärme in Strom

Dieses Wearable verwandelt Eure Körperwärme in Strom

Wissenschaftler an der University of Colorado in Boulder haben einen Weg gefunden, aus Körperwärme Energie zu gewinnen, quasi eine biologische Batterie. Die gewonnene Energie würde beispielsweise ausreichen, um ein Fitness-Armband zu betreiben.

  • Forscher der CU Boulder entwickeln thermoelektrischen Generator
  • Körperwärme wird in Energie umgewandelt
  • Das Material ist recycelbar und selbstheilend
  • Kann wie Lego erweitert werden

Ein Team um den Wissenschaftler Jianliang Xiao von der University of Colorado in Boulder (Colorado, USA) hat einen Erfolg bei der Entwicklung eines thermoelektrischen Generators erzielen können, der aufhorchen lässt. Mit einem irgendwo am Körper getragenen Wearable lässt sich Körperwärme in Strom umwandeln.

"In Zukunft möchten wir Ihre Wearables ohne Batterie betreiben können"

Auf diese Weise könnten dann Geräte wie Fitness-Tracker mit ausreichend Strom versorgt werden, so dass keine herkömmliche Batterie mehr vonnöten ist. Genau das ist auch der Anspruch, den Xiao und sein Forscherteam an diese neue Technologie haben. Die Besonderheit bei den von Xiaos Team entwickelten thermoelektrischen Generatoren besteht darin, dass es gelungen ist, ein sehr flexibles Material zu entwerfen, welches es möglich macht, dass wir die Chips problemlos am Körper tragen können. 

Die Wissenschaftler haben dazu die eigentlich starren thermoelektrischen Chips mit einem sehr flexiblen Substrat als Untergrund kombinieren können. Die Leitungsstrukturen werden auf einen dehnbaren und flexiblen Polyimid-Kunststoff aufgedampft. Die Wissenschaftler kleben eine Reihe dünner thermoelektrischer Chips auf diesen Untergrund und verbinden sie alle mit flüssigen Metalldrähten. 

 "Unser Design macht das gesamte System dehnbar, ohne das thermoelektrische Material stark zu belasten, was sehr spröde sein kann", erklärt der Wissenschaftler. 

Selbstheilend, nachhaltig und erweiterbar

Das Substrat aus flexiblem Kunststoff und dem flüssigen Metall hat erfreulicherweise auch selbstheilende Eigenschaften. Wenn das Gerät also reißen sollte, soll es ausreichen, dass man die Enden der Bruchstelle gegeneinander drückt und der Riss binnen Minuten versiegelt wird. Seid Ihr noch nicht überzeugt von der Technologie? Dann seid Ihr es ja vielleicht, wenn Ihr erfahrt, wie nachhaltig die ganze Geschichte ist. 

Die Forscher haben nämlich auch damit experimentiert, wie man diesen thermoelektrischen Generator wieder in seine Einzelteile zerlegt. Man muss das Gadget lediglich in eine spezielle Lösung tauchen, dann werden die elektronischen Komponenten separiert und die Polyimin-Basis in ihre Bestandteile aufgelöst, so dass jeder einzelne dieser Bestandteile anschließend wiederverwendet werden kann.

Außerdem ist es eine erweiterbare Technologie, die es ermöglicht, die Leistung dieser "Bio-Batterie" zu erhöhen. Jianliang Xiao erklärt:

"Was ich tun kann, ist, diese kleineren Einheiten zu kombinieren, um eine größere Einheit zu erhalten. Es ist so, als würde man einen Haufen kleiner Legosteine zusammensetzen, um eine große Struktur zu erhalten. Das gibt einem eine Menge Möglichkeiten zur Anpassung."

In ihren Versuchen konnten die Wissenschaftler etwa 1 Volt Energie pro Quadratzentimeter Hautfläche generieren. Wenn jemand in zügigem Tempo geht, reicht demzufolge eine Fläche, die einem herkömmlichen Sportarmband entspricht, aus, um fünf Volt Energie generieren – genug, um einen Fitness-Tracker zu betreiben. Im Bild oben seht Ihr einen Ring, alternativ kann man eben auch Armbänder auf diese Weise entwickeln oder ganz andere Wearables, die am Bein oder sonst wo am Körper getragen werden können.

Zwei Haken

Die ganze Geschichte hat noch zwei kleine Haken. Wird das Gerät Sonnenlicht ausgesetzt, erhitzt es sich sehr deutlich. Darum setzt das Entwickler-Team beim Material für die Abdeckung auf eine Glas-Polymer-Kombination, die das Sonnenlicht in hohem Maße reflektieren soll. Der andere Haken: Bis solche Geräte tatsächlich zu kaufen sein sollen, kalkulieren die Wissenschaftler noch einen Zeitraum von fünf bis zehn Jahren ein. 

Vorerst wird es also nichts mit dem Fitness-Tracker ohne Batterie, aber es ist schön zu sehen, wo die Reise hingeht. Gerade erst berichteten wir wieder darüber, wie Hardware künftig durch die Luft aufgeladen werden kann und hier sehen wir nun eine Technologie, die uns bei Wearables sogar komplett auf herkömmliche Akkus verzichten ließe. Gerade in Kombination mit dem Nachhaltigkeits-Aspekt ist diese "Bio-Batterie" eine hochspannende Entwicklung, die wir definitiv im Auge behalten werden. 

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