Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Material gewinnt Energie aus Wasserdampf

11.01.2013
Anwendungspotenzial von Robotik bis zu tragbarer Elektronik

Ingenieure am Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu haben eine Polymer-Folie entwickelt, die aus kleinsten Mengen Wasserdampf Energie gewinnt. Denn das Material, das die Forscher in der heute, Freitag, erscheinenden Ausgabe von Science beschreiben, verformt sich zyklisch, wenn es feucht wird und wieder auftrocknet. Diese Bewegung könnte direkt genutzt werden, um beispielsweise Roboterarme zu betreiben. Zudem ist die Entwicklung für Stromgeneratoren geeignet.

Dazu wird das Polymer mit einem piezoelektrischen Material kombiniert, dass durch die mechanische Verformung Strom gewinnt, um Mikro- oder Nanosensoren damit zu versorgen. Denkbar wäre auch, solche Generatoren an Kleidung anzubringen, da schon verdampfender Schweiß reicht, damit sie funktionieren. "Man könnte laufen oder trainieren und dabei Strom erzeugen", meint Liang Guo, projektbeteiligter MIT-Postdoc. So wäre es möglich, beispielsweise medizinische Sensoren am Körper zu betreiben.

Energie aus der Umwelt

Die Idee hinter der Entwicklung ist, Energie aus Feuchtigkeitsunterschieden zu gewinnen. Wenn die 20-Mikrometer-Folie auf einer feuchten Oberfläche liegt, nimmt die Unterseite Wasser auf und biegt sich von der Oberfläche weg. An der Luft trocknet sie dann schnell auf und überschlägt sich, ehe der Prozess erneut beginnt. "Das braucht nicht viel Wasser, ein klein wenig Feuchtigkeit genügt", betont MIT-Postdoc Mingming Ma. Doch die Wirkung ist groß: Beispielsweise kann die Folie so als eine Art Mini-Traktor Silberdrähte transportieren, die zehn Mal mehr wiegen als sie selbst. Auch wäre denkbar, mit dem Material anstelle von Motoren kleine Roboterarme zu bewegen.

In Verbindung mit einem Piezoelektrikum entsteht ein Generator. Ein aktueller Prototyp erzeugt 5,6 Nanowatt, die zum Betrieb winziger, sehr stromsparender Geräte genutzt werden könnten - beispielsweise Nanoelektronik oder Umweltsensoren, die so unabhängiger von Akkus werden. In Zukunft wollen die Forscher die Ausbeute des Generators weiter steigern. Außerdem befassen sie sich mit weiteren potenziellen Anwendungsgebieten wie eben im Bereich tragbarer Elektronik oder sogar dem Einsatz in großem Maßstab, um beispielsweise entlang von Flüssen Strom zu erzeugen.

Effektive Kombination

Die neuartige Folie besteht aus zwei Polymeren, von denen eines Polypyrrol ist, das schon in früheren Versuchen als feuchtigkeitsempfindliches Material zur Energiegewinnung zum Einsatz kam. Bei der MIT-Entwicklung sorgt es als feste, aber flexible Komponente für Stabilität in einem Materialnetzwerk mit einem gelartigen Polymer, das deutlich anschwillt, wenn es Wasser aufnimmt. Der Vorteil dieses Ansatzes ist dem Team zufolge, dass das resultierende Material viel stärker auf Feuchtigkeit reagiert als Polypyrrol allein, mit stärkerer, kräftiger Verformung - und macht somit mehr Energie nutzbar.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.mit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Ein Roboter als Mitbewohner
16.01.2019 | Universität Siegen

nachricht Präziser Blick ins Innerste von Transistoren hilft Energie sparen
10.01.2019 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

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: 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...

Im Focus: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Im Focus: Nanocellulose for novel implants: Ears from the 3D-printer

Cellulose obtained from wood has amazing material properties. Empa researchers are now equipping the biodegradable material with additional functionalities to produce implants for cartilage diseases using 3D printing.

It all starts with an ear. Empa researcher Michael Hausmann removes the object shaped like a human ear from the 3D printer and explains:

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

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

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Wie Daten und Künstliche Intelligenz die Produktion optimieren

16.01.2019 | Veranstaltungen

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

Leistungsschub für alle Omicron Laser

17.01.2019 | Messenachrichten

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

17.01.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Mit Blutgefäßen aus Stammzellen gegen Volkskrankheit Diabetes

17.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

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