Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Effiziente Energieumwandlung ersetzt riskante Operationen

09.05.2017

Wie ungenutzte Energie aus der Umgebung, zum Beispiel aus Wärme, Wasser oder der Luft, in elektrische Leistung umgewandelt werden kann, erforschen derzeit Wissenschaftler_innen der Jade Hochschule. Sie entwickeln miniaturisierte Energiewandler, die beispielsweise in der Medizintechnik zum Einsatz kommen könnten: Durch die Umwandlung von Körperwärme oder -bewegung in elektrische Leistung könnte die Lebensdauer von elektrisch aktiven Implantaten wie Herzschrittmachern verlängert werden - und damit die aufwendige und riskante Operation zum Tausch des Implantats vermieden werden.

Batteriebetriebene Geräte sind überall im Einsatz. Dabei sind Batterien umweltschädlich, weil sie giftige Stoffe enthalten und ineffizient, weil für die Produktion einer Batterie mehr Energie aufgewendet wird als sie später wieder zurückgibt.


Herzschrittmacher - wie hier im Bild - könnten durch miniaturisierte Energieumwandler mit elektrischer Energie versorgt werden.

Foto: Swapan/fotolia


Chengdong Yuan und Prof. Dr.-Ing. Tamara Bechtold entwickeln miniaturisierte Energiewandler, die beispielsweise in der Medizintechnik zum Einsatz kommen könnten.

Jade HS

Wie Batterien ersetzt werden könnten durch die Umwandlung von ungenutzter Energie zum Beispiel in Wärme, Wasser oder der Luft, erforscht der Doktorand Chengdong Yuan derzeit am Fachbereich Ingenieurwissenschaften der Jade Hochschule.

Ziel des Promotionsvorhabens ist die Entwicklung miniaturisierter Energiewandler. Diese könnten beispielweise in der Medizintechnik zum Einsatz kommen: Durch die Umwandlung von Körperwärme oder -bewegung in elektrische Leistung kann die Lebensdauer von elektrisch aktiven Implantaten wie Herzschrittmachern verlängert werden - und damit die aufwendige und riskante Operation zum Tausch des Implantats vermieden werden.

„Wir Menschen sind alle kleine Batterien“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Tamara Bechtold, Betreuerin des Promotionsvorhabens. Der Körper als Quelle thermischer Energie würde beispielsweise durch die Temperaturdifferenz von 36,5 Grad innen und rund 22 Grad auf der Haut elektrische Spannung erzeugen, die für den Betrieb eines Implantats genutzt werden könnte.

Auch in der Industrie könnten miniaturisierte Energieumwandler eingesetzt werden. „Viele Maschinen sind rund um die Uhr im Einsatz und vibrieren während des Betriebs“, erklärt die Professorin. „Diese Vibrationsenergie könnte umgewandelt in elektrische Energie anders genutzt werden, zum Beispiel um Sensoren zu betreiben.“

Eine Herausforderung ist, dass die Geräte äußerst klein - für medizinische Implantate teilweise kleiner als ein Zentimeter - und trotzdem effizient sein müssen. „Mikrosysteme sind als Sensoren für Beschleunigung, Druck oder Sprache schon millionenfach in Automobilen und Mobiltelefonen im Einsatz“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Tamara Bechtold.

Die Erzeugung elektrischer Leistung aus Energieformen der Umgebung sei jedoch ein neues Anwendungsfeld für Mikrosysteme, insbesondere in der Medizintechnik. „Sie müssen funktionieren, extrem klein und günstig in der Produktion sein“, beschreiben die Professorin und ihr Doktorand die Herausforderungen des Projektes.

Die Promotion von Chengdong Yuan zum Thema „Parametrische Modellordnungsreduktion von mikrosystemtechnischen Energiewandlern“ wird durch das hochschuleigene Promotionsprogramm der Jade Hochschule gefördert und in Kooperation mit der Universität Rostock durchgeführt.

Weitere Informationen:

http://jade-hs.de

Katrin Keller | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Weniger Schmerzen bei Nadelstichen | Infrarotlicht macht Venen kleiner Patient*innen sichtbar
18.01.2019 | Universitätsklinikum Ulm

nachricht Zum ersten Mal in der Schweiz: mikroskopische Rekonstruktion des grössten Lymphgefässes
08.01.2019 | UniversitätsSpital Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

Heidelberger Forscher untersuchen einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde

Für einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde – die Holzbildung – sind sogenannte zweigesichtige Stammzellen verantwortlich: Sie bilden nicht nur...

Im Focus: Bifacial Stem Cells Produce Wood and Bast

Heidelberg researchers study one of the most important growth processes on Earth

So-called bifacial stem cells are responsible for one of the most critical growth processes on Earth – the formation of wood.

Im Focus: Energizing the immune system to eat cancer

Abramson Cancer Center study identifies method of priming macrophages to boost anti-tumor response

Immune cells called macrophages are supposed to serve and protect, but cancer has found ways to put them to sleep. Now researchers at the Abramson Cancer...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Führende Röntgen- und Nanoforscher treffen sich in Hamburg

22.01.2019 | 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

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

Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Wie tickt die rote Königin?

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Digitaler Denker: Argument-Suchmaschine hilft bei der Meinungsbildung

22.01.2019 | Informationstechnologie

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