Energietechnik: Kleider unter Strom
© Z.L. Wang and X.D. Wang, Georgia Institute of Technology (Ausschnitt)
Den Strom für den Betrieb ihres mp3-Players können Jogger womöglich bald selbst produzieren. Forscher um Zhong Lin Wang vom Georgia Institute of Technology in Atlanta (Georgia) entwickeln derzeit Kleidung mit eingewebten Fasern, die elektrische Energie erzeugen, sobald sie sich verformen – etwa bei einfachen Laufbewegungen.
Die Fäden bestehen aus dem Kunststoff Kevlar und messen etwa einen Zentimeter. Damit sie paarweise einen Nanogenerator bilden, lassen die Wissenschaftler aus einem Polymer an ihrer Oberfläche feine, nur etwa 3,5 Mikrometer lange Nanodrähte aus Zinkoxid in einer speziellen Lösung gleichmäßig radial emporwachsen. Jeweils eine der beiden Fasern ist zusätzlich mit einer 300 Nanometer dicken Goldschicht überzogen und dient so als Schottky-Kontakt, der den Stromfluss garantiert.
Schon bei geringsten Bewegungen reiben die borstigen, parallel angeordneten Nanodrähte gegeneinander. Dadurch biegen sich die Halbleiter und wandeln wegen ihrer piezoelektrischen Eigenschaften mechanische in elektrische Energie um. Bei einer Ausgangsspannung von vier Millivolt erreichte ein solcher Nanogenerator eine Stromstärke von etwa vier Nanoampere.
Um die Stromausbeute zu erhöhen, wollen die Forscher mehrere Exemplare zusammenschließen. Theoretisch ließe sich auf einem Quadratmeter Fläche eine Leistung von bis zu 80 Milliwatt erzielen. Einziger Nachteil: Das Zinkoxid reagiert sehr empfindlich auf Feuchtigkeit. Nach dem Jogging kann man den Anzug also nicht einfach in die Waschmaschine stecken.
Christoph Marty
Die Fäden bestehen aus dem Kunststoff Kevlar und messen etwa einen Zentimeter. Damit sie paarweise einen Nanogenerator bilden, lassen die Wissenschaftler aus einem Polymer an ihrer Oberfläche feine, nur etwa 3,5 Mikrometer lange Nanodrähte aus Zinkoxid in einer speziellen Lösung gleichmäßig radial emporwachsen. Jeweils eine der beiden Fasern ist zusätzlich mit einer 300 Nanometer dicken Goldschicht überzogen und dient so als Schottky-Kontakt, der den Stromfluss garantiert.
Schon bei geringsten Bewegungen reiben die borstigen, parallel angeordneten Nanodrähte gegeneinander. Dadurch biegen sich die Halbleiter und wandeln wegen ihrer piezoelektrischen Eigenschaften mechanische in elektrische Energie um. Bei einer Ausgangsspannung von vier Millivolt erreichte ein solcher Nanogenerator eine Stromstärke von etwa vier Nanoampere.
Um die Stromausbeute zu erhöhen, wollen die Forscher mehrere Exemplare zusammenschließen. Theoretisch ließe sich auf einem Quadratmeter Fläche eine Leistung von bis zu 80 Milliwatt erzielen. Einziger Nachteil: Das Zinkoxid reagiert sehr empfindlich auf Feuchtigkeit. Nach dem Jogging kann man den Anzug also nicht einfach in die Waschmaschine stecken.
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