Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kniebügel erzeugt Strom aus Bewegung

15.06.2012
Energiesammler soll Sensoren und Gadgets antreiben

Forscher des Energy Harvesting Network arbeiten an einem Kniebügel, der die Bewegung des menschlichen Beins in Strom umsetzen soll. Dieser soll in Zukunft verschiedenste Sensoren und Implantate mit Energie versorgen und könnte eines Tages auch effizient genug arbeiten, um verschiedene Sensoren und kleinere Elektronikgeräte zu betreiben.


Knie: Gelenk als vielversprechende Energiequelle (Foto: Flickr/akeg)

Strom durch Vibration

Die beteiligten Wissenschaftler der University of Cranfield http://www.cranfield.ac.uk und der University of Liverpool http://liverpool.ac.uk haben ein ringförmiges Gerät entworfen, das äußerlich an das Knie angelegt wird. Das Gelenk bietet ideale Voraussetzungen für das Sammeln von Energie, da es oft schnelle Bewegungen mit großen Winkelveränderungen ausführt.

Der Energy Harvester besteht aus einem Ring und einem zentralen Hub, der mit dem Rand durch vier piezoelektrische Arme - sogenannte "Bimorphe" - verbunden ist. An 72 Stellen verfügt der Ring über "Plektren", die die Bimorphe bei Kontakt in Schwingungen versetzen. Aus den Vibrationen wird schließlich der Strom erzeugt. "Piezoelektrische Materialien sind lange als Sensoren in Sonar- und Ultraschallscanner verwendet worden und erst in letzter Zeit im Feld des Energy Harvestings in den Fokus gerückt", erklärt Michele Pozzi, der Leitautor der Studie.

Günstige Herstellung möglich

Derzeit kann der Kniebügel nur etwa zwei Milliwatt an Energie erzeugen. Das Team geht aber davon aus, dass sich mit einigen, durchaus machbaren Verbesserungen eine Leistung von über 30 Milliwatt erzeugen lässt. Dies würde bereits ausreichen, um einen GPS-Tracker in Betrieb zu halten. Getestet wurde die Erfindung bislang nur an einem Kniebewegungs-Simulator unter verschiedenen Belastungen. Für dessen Umsetzung wurde zuvor die Bewegung des Gelenks via Motion Capturing an einer Testperson aufgezeichnet und analysiert.

Das Gerät bietet etwa das Potenzial, die Last von Soldaten zukünftig zu vermindern. Diese müssen bei längeren Einsätzen oft bis zu zehn Kilogramm an zusätzlicher Ausrüstung für die Stromversorgung verschiedenster Geräte mitführen. "Es handelt sich um ein fortlaufendes Projekt zur Herstellung eines kompakten und wirklich tragbaren Harvesters", so Pozzi.

"Im Moment nutzen wir präzise, aber kosteneffiziente Produktionstechniken für die Schale und die Plektren und rechnen damit, dass alle anderen Bestandteile industriell gefertigt werden können." Er geht davon aus, dass das Endprodukt in der Massenproduktion weniger als zehn Pfund (rund 12,3 Euro) kosten wird.

Georg Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://eh-network.org

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht IT-Kühlung: So schaffen Kleinbetriebe den Sprung in die IT-Profiliga
23.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Plug & Play: Drei auf einen Streich
29.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise