Trends & Zukunft Körpereigene Energie nutzen

Körpereigene Energie nutzen

Ob Energiegewinnung durch Handauflegen oder Stromgewinnung durch Fußschritte – beiläufig Menschen können künftig mit jeder Bewegung Energie produzieren.

Der Strom kommt aus jener Steckdose – produziert von riesigen Kraftwerken, Windrsprenkeln oder Solarkollektoren. Doch längst funktionieren weltweit Wissenschaftler an einer Energieversorgung, die im Wortsinn naheliegend ist: Sie zapfen die Energie an, die in unserer Umgebung sowie in uns selbst steckt.

Auch Peter Spies vom Fraunhofer-Institut zum Besten von Integrierte Schaltungen (IIS) macht dies. „Die Grundidee ist die: Menschen verbrauchen nicht nur Energie, sie wandeln beiläufig selbst welche um. Und dies können wir nutzen.“ Zum Beispiel die Körperwärme, die wir aus ausstrahlen. Die normale Körpertemperatur beträgt rund 37 Grad, an jener Hautoberfläche sind es jedenfalls noch 25 solange bis 30 Grad. Das ist in unseren Breitengraden recht mehrfach ein paar Grad wärmer wie unsrige Umgebung. Und genau aus diesem Temperaturunterschied können Peter Spies und seine Kollegen Strom Vorteil verschaffen.

Thermoelektrische Generatoren erzeugen Energie durch Handauflegen

Technische Grundlage dazu sind so genannte thermoelektrische Generatoren, von kurzer Dauer TEG. Diese bspw. zweimal zwei Zentimeter großen und wenige Millimeter dicken Bauteile aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien nutzen eine Entdeckung, die jener Arzt und Physiker Thomas Seebeck vor kurz 200 Jahren gemacht hat. Wenn in einem Thermogenerator ein Temperaturgefälle auftritt, wandern Elektronen von jener warmen zur kalten Seite: Strom fließt. Durch pures Handauflegen hinauf verdongeln solchen TEG entstehen so Spannungen im Millivolt-Bereich. Peter Spies: „Von uns entwickelte Spannungswandler transformieren die aus Körperwärme gewonnene Energie in eine wesentlich höhere Ausgangsspannung.“ Damit lassen sich elektronische Kleingeräte wie Sensoren, Funk-Sendeempfänger und Displays mit Spannungen von 3,3 Volt ganz ohne lästige Verkabelung oder Batterien betreiben.

Menschenfreundliche Stromerzeugung

Eine Vision wie aus dem legendären Science-Fiction-Film „Matrix“ wird damit Wirklichkeit: Dort lieferte die Körperwärme jener Menschen Energie zum Besten von die Maschinerie jener Überwesen. Doch die tatsächlichen Anwendungsmöglichkeiten jener kabellosen Stromerzeugung sind profaner und vor allem menschenfreundlicher. Mess- und Kontrollsensoren am Krankenbett und beim Sport können sich selbst versorgen. In jener Haustechnik sind energieautarke Messfühler zum Besten von Temperatur und Feuchtigkeit nicht ausgeschlossen: wie am Schnürchen an die Wand kleben, fertig.

Das große Temperaturgefälle an Bord von Flugzeugen reicht aus, um die Elektronik am Sitzplatz ohne Kabelsalat mit Strom zu versorgen. Weil hier ganz autark Energie geerntet wird, spricht man in jener Fachwelt beiläufig vom „Energy Harvesting“. Und ernten kann man da noch viel mehr. Peter Spies: „Auch aus jener Bewegung des menschlichen Körpers sowie aus Vibrationen und Licht lässt sich Strom Vorteil verschaffen.“ Mit einem Dynamo am Knie etwa wird Energie aus jener Pendelbewegung beim Gehen oder Joggen gewonnen. Forschungen des US-Militärs funktionieren an dem Ansatz, in die Schuhe von Soldaten Mini-Kompressoren einzusetzen. Jeder Schritt dieser Stiefel soll Strom erzeugen, um elektronische Ausstattung stracks am Leib zu betreiben

Wussten Sie sozusagen, dass…

…ein Mensch durchschnittlicher Größe in seinem Körperfett so viel Energie speichert, wie eine tausend Kilogramm schwere Batterie. Die kann angezapft werden, zum Beispiel beim Laufen.