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 Vernetzte Beleuchtung: Weg mit dem blinden Fleck
18.07.2018 | Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

nachricht Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie
17.07.2018 | Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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