Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie man aus dem Blutstrom Strom gewinnt

12.09.2017

Eindimensionaler, hocheffizienter Nanogenerator zur Stromerzeugung aus fließenden Medien

Menschen bauen Staudämme und gewaltige Turbinen, um aus Wasserkraft Strom zu gewinnen. Um auch im Miniaturmaßstab Wasserkraft auszunutzen, haben nun chinesische Wissenschaftler einen Nano-Stromgenerator aus Kohlenstoffnanoröhrenfasern entwickelt, mit dem sie sogar die Energie des Blutstroms in Blutgefäßen in Elektrizität umwandeln können. Ihre Erfindung erklären die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie.


Nano-Stromgenerator wandelt Energie des Blutstroms in Elektrizität um.

(c) Wiley-VCH

Seit Jahrtausenden nutzen Menschen die Energie des fließenden oder fallenden Wassers, zunächst um rein mechanisch Maschinen wie etwa Wassermühlen anzutreiben, später zur Stromgewinnung in Staudämmen oder aus der Kraft der Gezeiten.

Natürlich fließendes Wasser als nachhaltige Stromquelle zu verwenden, hat den Vorteil, dass man nicht durch den Tagesrhythmus und (fast) nicht vom Wetter eingeschränkt ist. Dabei sind sogar flexible Miniaturgeneratoren vorstellbar, die die Energie von fließenden biologische Flüssigkeiten in Elektrizität umwandeln. Wie ein solches System funktionieren könnte, erklärt ein Forschungsteam von der Fudan University in Shanghai (China).

Dort haben Huisheng Peng und Mitarbeiter eine dünne Faser von weniger als einem Millimeter Durchmesser entwickelt, die umgeben von einer fließenden Salzlösung Strom erzeugt – in einer dünnen Röhre oder etwa einem Blutgefäß.

Der Aufbau dieser Faser ist relativ einfach. Ein Polymerfaserkern wurde mit Lagen von ausgerichteten Kohlenstoffnanoröhren umwickelt. Diese winzigen Röhrchen aus aufgerollten Kohlenstofflagen sind für ihre guten elektronischen Eigenschaften und ihre mechanische Stabilität bekannt; sie sind spinnbar und lassen sich schichtweise anordnen.

Die fertigen Fäden bestanden somit aus einem faserförmigen Kern, der mit Nanoröhrenschichten in einer Stärke von weniger als einem halben Mikrometer umwickelt war. Um mit diesem Faden, den die Autoren „fiber-shaped fluidic nanogenerator” (FFNG) nannten, Strom zu gewinnen, wurde er in einen Wasserstrom gelegt oder einfach wiederholt in eine Salzlösung getaucht und wieder herausgezogen.

„Die Elektrizität wurde durch die relative Bewegung zwischen dem FFNG und der Lösung erzeugt”, erklärten die Wissenschaftler. Nach der Theorie verschieben sich die Ladungen, die vorher symmetrisch um die elektrische Doppelschicht herum verteilt waren, und entlang des Fadens baut sich ein Ladungsgradient auf.

Das System war höchst effizient. Verglichen mit anderen Typen von Miniatur-Energieumwandlern besaß es bei einem Wirkungsgrad von über 20 Prozent die höchste Effizienz. Mit den weiteren Vorteilen von Elastizität, Wandelbarkeit, Leichtbauweise und eindimensionaler Form liegen höchst interessante technische Anwendungen nahe.

Wickelt man die Nanokohlenstofflagen um ein elastisches Substrat, wird der FFNG dehnbar. Dadurch bietet sich die Anwendung als „Wearable Electronics” in Geweben an. Ebenfalls hochinteressant ist die Energiegewinnung direkt aus dem Blutstrom für medizinische Anwendungen. Erste Versuche mit Froschnerven verliefen erfolgreich.

Angewandte Chemie: Presseinfo 41/2017

Autor: Huisheng Peng, Fudan University (China), http://www.polymer.fudan.edu.cn/polymer/research/Penghs/main_en.htm

Link zum Originalbeitrag: https://doi.org/10.1002/ange.201706620

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Karin J. Schmitz | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Revolution im Bienenstock: Forscher entdecken Gen, das Bienen zu Sozialparasiten werden lässt
21.01.2019 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Wie viel Regenwald brauchen Vögel? Göttinger Forscherteam beschreibt Schwellenwerte für Waldanteile
21.01.2019 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Klassisches Doppelspalt-Experiment in neuem Licht

Internationale Forschergruppe entwickelt neue Röntgenspektroskopie-Methode basierend auf dem klassischen Doppelspalt-Experiment, um neue Erkenntnisse über die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern zu gewinnen.

Einem internationalen Forscherteam unter Führung von Physikern des Sonderforschungsbereichs 1238 der Universität zu Köln ist es gelungen, eine neue Variante...

Im Focus: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Im Focus: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neues Material soll Grenzen der Silicium-Elektronik überwinden

21.01.2019 | Energie und Elektrotechnik

water meets....Future - Abwasser nachhaltig nutzen

21.01.2019 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Inbetriebnahme eines 3D-Bewegungssimulators am "kunststoffcampus bayern“ in Weißenburg

21.01.2019 | Verkehr Logistik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics