Energieerzeugung – Strom für den Laptop aus der Schuhsohle

Das von den beiden Wissenschaftler Tom Krupenkin und Ashley Taylor entwickelte Verfahren, das als „reverse elektrowetting" bezeichnet wird, könne bis zu 1000 Watt Leistung pro Quadratmeter erbringen. Pro Fuss ist ein Energieertrag von 10 Watt möglich. Das System reagiere sowohl auf Vibration, als auch auf Druck  und sei daher vielseitig einsetzbar.

Bereits normales Gehen liefert genügend Energie, um Handys oder Laptops zu betreiben

Die Forscher von der University of Wisconsin-Madison berichten im Fachmagazin "Nature Communications", dass durch den Einbau eines solchen Systems in die Schuhsohlen ausreichend Energie gewonnen werden kann, um beispielsweise ein Handy, Laptop oder Radio zu betreiben. Die Stromübertragung funktioniert entweder per Kabel oder aber drahtlos über eine Funkschnittstelle. Bereits normales Gehen liefert konstant genügend Energie, um die entsprechenden Geräte aufzuladen und zu betreiben.

Die Basis der neuen Technologie bilden zahlreiche Tröpfchen einer leitfähigen Flüssigkeit. Diese liegen zwischen zwei Schichten eines speziell strukturierten Dünnfilms. Bestimmte Bereiche dieses Films sind leitend und dienen als Kontaktfläche. Bei mechanischem Druck oder Vibration bewegen sich die Tröpfchen, und ihre Überlappung mit der Kontaktfläche verändert sich. Wird sie kleiner, fließt ein Teil der normalerweise zwischen Dünnschicht und Tropfen gehaltenen elektrischen Spannung über einen elektrischen Leiter ab. Dieser „überschüssige" Strom kann nun zum Betreiben von elektrischen Geräten genutzt werden. Ein in die Schuhsohlen integriertes System müsste rund 1 000 Tröpfchen umfassen, um rund zehn Watt pro Schuh zu liefern.

Gemäss Angaben der Wissenschaftler existierten Technologien, die mechanische Bewegung in elektrische Energie umwandeln, bisher lediglich im Makro- oder Mikromassstab. Auf der einen Seite in Grossanlagen wie Windräder, auf der Anderen als leistungsschwache Umwandler, die beispielsweise in Uhrwerken vorzufinden sind. Was bisher fehlte, ist die Leistung im Wattbereich, welche insbesondere für die portable Elektronik benötigt würde, so Taylor.

Obwohl das neue Verfahren nach Einschätzung der Forscher Akkus und Batterien in naher Zukunft nicht vollständig ersetzen werden, könne es dennoch dazu beitragen, ihre Zahl erheblich zu senken. Durch die Reduktion der Batterieproduktion und Entsorgung leistet dieses innovative System denn auch einen wichtigen Beitrag zur Senkung der Umweltbelastung.