Hightech-Material nutzt Atmung als Energiequelle

Zwei Forscher der University of Wisconsin-Madison haben einen „Mikrogürtel“ entwickelt, der Energie über Vibration aus einem langsamen Luftstrom erzeugen kann. Dieser eröffnet zahlreiche Einsatzmöglichkeiten, darunter die Gewinnung von Strom aus den Luftbewegungen im menschlichen Atemtrakt.

Ein Mikrowatt möglich
Das Prinzip basiert auf dem piezoelektrischen Effekt. Bestimmte Materialien, auch das von Chengliang Sun und Xudong Wang genutzte Polyvinylidenfluorid (PVDF), akkumulieren eine elektrische Ladung, wenn sie mechanischer Belastung ausgesetzt werden. Die beiden Forscher haben das Material weit genug entwickelt, um ausreichend Energie für den Betrieb von kleinen Sensoren und Geräten gewährleisten zu können.

„Wir nutzen die mechanische Energie biologischer Systeme. Der Luftfluss des menschlichen Atemsystems beträgt normalerweise unter zwei Meter pro Sekunde“, erklärt Wang gegenüber PhysOrg.com. „Wir haben errechnet, dass man mit einem entsprechend dünnen Material bis zu einem Mikrowatt an Leistung gewinnen können.“

Kraftwerke im Körper
Ihre Entwicklung soll künftig im medizinischen Bereich Anwendung finden. Sie könnten die Energiequelle für Glukose-Sensoren oder Herzschrittmacher bilden und so deren dauerhaften, von Batteriewechseln befreiten, Betrieb gewährleisten.

Das Team denkt, dass man PVDF bis auf eine Dicke im Submikronbereich reduzieren kann. Da der Stoff bio-kompatibel ist und nicht abgestoßen wird, ist auch die Anzapfung anderer, potenzieller und zuverlässiger Stromquellen des Körpers denkbar, wie etwa der Blutkreislauf.