Unser Körper als Kraftwerk

Der Mensch bewegt sich, strahlt Wärme ab und produziert biochemische Energie. Dies wollen sich Forscher zunutze machen. Zur Energieversorgung werden die Innovationen wohl wenig beitragen.

Andrea Soeldi
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Intelligente Kleider: Ein T-Shirt, das Puls, Herzschlag und Körperfett messen kann, wird hier an der Ausstellung Computex in Taipeh gezeigt. (Bild: epa/David Chang)

Intelligente Kleider: Ein T-Shirt, das Puls, Herzschlag und Körperfett messen kann, wird hier an der Ausstellung Computex in Taipeh gezeigt. (Bild: epa/David Chang)

Diverse Geräte könnten künftig ohne Batterien auskommen. Denn für viele Anwendungen bedeuten diese einen Schwachpunkt: Sie tragen zum Gewicht bei und müssen irgendwann ersetzt werden. Unter dem Sammelbegriff «Energy Harvesting» laufen Entwicklungen auf Hochtouren, um Systeme künftig autonom von stationären Energieversorgern zu machen. Während sich einige Anwendungen bereits etabliert haben, stecken andere noch im Experimentierstadium.

Strom aus der Kniebandage

Wenn sich die Phantasiefigur Oskar an einem Morgen in einigen Jahren auf den Weg an die Arbeit macht, wird er vielleicht eine Bandage am Knie tragen, die den Strom für das Smartphone aus den Bewegungen seiner Beine bezieht. Die Energie entsteht mit Hilfe eines elektronischen Leiters, der durch ein Magnetfeld schwingt. Ein Kabel führt vom Gerät am Knie zu seinem Handy.

Kurz bevor Oskar den Zug besteigt, schreitet er über ein Feld von Platten, die sich unter seinen Füssen leicht senken. Mit dem Druck jedes einzelnen Schrittes lädt er einen Stromspeicher auf. Eine entsprechende Installation wird derzeit in der Londoner U-Bahn getestet. Mit den zahlreichen Passanten, die dort täglich verkehren, kann die gesamte Energie für die Beleuchtung hergestellt werden.

Energie aus Bodenplatten

Auf dem gleichen Prinzip funktionieren die Bodenplatten in einem Tanzlokal in São Paolo, welche die Energie der Tänzer in Strom für die Beleuchtung verwandeln. Die Technik basiert auf dem piezoelektronischen Effekt: Wenn sich elastische Festkörper unter Druck verformen, tritt eine elektrische Spannung auf.

Wenn Oskar frühmorgens im Büro eintrifft, drückt er den Lichtschalter. Der kleine Druck reicht aus, um den Strom für ein Funksignal zu erzeugen, das den Leuchtkörpern den Befehl zum Einschalten erteilt. Mit dieser Technik konnten im grossen Bürokomplex viele Meter Kupferkabel eingespart werden, die normalerweise den Befehl zum Einschalten an die Lampe leiten. Ein Hochhaus in Madrid verfügt bereits heute über eine entsprechende Installation.

Herzschrittmacher «füttern»

Kürzlich musste sich Oskar einen Herzschrittmacher implantieren lassen. Doch die Batterien dieser Geräte müssen heutzutage nach fünf bis zehn Jahren ersetzt werden, was eine weitere Operation nach sich zieht. Davon bleibt Oskar verschont: Die kleine Menge Strom, welche das winzige Gerät benötigt, wird durch die biochemischen Prozesse in seinem Körper erzeugt: Durch die Umwandlung von Glukose und Sauerstoff in Kohlendioxid und Wasser.

Während Oskar im Büro arbeitet, überwacht ein Sensor seinen Puls und seine Sitzhaltung. Davon spürt er nichts. Denn das Gerät ist in sein T-Shirt eingebaut und so leicht, dass es den Träger in keiner Weise stört. Den Strom bezieht es aus eingewobenen Piezofasern, die mit den Bewegungen seines Oberkörpers gedehnt werden und dabei Strom erzeugen.

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