In Zukunft auch ohne Batterie: Smartwatches, Raumthermometer, Herzschrittmacher

Als Energy Harvesting (Energiegewinnung) wird bereits seit Jahren die Generierung von Strom aus der Umwelt – durch Windräder, Solaranlage oder Wasserkraft – bezeichnet. Und nun soll das in Zukunft möglicher Weise auch ohne Wind, Wasser oder Sonne funktionieren.


Es beginnt, wie so vieles im Leben, zunächst im Kleinen.


Möglich wird dies durch eine Technik, an der unter anderem das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) in Nürnberg forscht. Sie entwickelten ein Modul für thermoelektrische Energiegewinnung. Das Modul nutzt dazu Energie, die aus Wärme- oder Kältequellen generiert wird. Mit dem sogenannten Seebeck-Effekt entstehen kleinste elektrische Spannungen, wenn zwei elektrische Leiter unterschiedliche Temperaturen haben. Die Forscher entwickelten einen kleinen Generator, der die niedrige Spannung in eine höhere umwandelt und sie damit nutzbar macht.


Die Module des IIS werden im Institut an verschiedensten Stellen bereits genutzt. Beispielweise erzeugt der BlueTEG Pipe, angebracht an einem heißen oder kalten Rohr, dessen Temperatur um mindestens zwei Grad von der Umgebungstemperatur abweicht, ausreichend Strom zur eigenen Energieversorgung. Außerdem sendet das Gerät Luftfeuchtigkeit, Raumtemperatur, Druck oder sonstiges via Bluetooth an einen Computer oder Tablet zur Raumluftsteuerung oder zur Überwachung von Maschinen und Anlagen (Condition Monitoring), Trackingsysteme und Sensoren zur Gebäudeautomatisierung.


Bereits heute gibt es von der Firma MATRIX Industrie die erste Smartwatch, die vollständig ohne Akku funktioniert. Möglich wird dies durch eingebaute thermoelektrische Generatoren im Armband, welche die Energie für den Betrieb dieser Uhr selbst produzieren. Wird die Uhr ums Handgelenk gelegt, schaltet sie sich automatisch ein. Wird sie wieder abgelegt, speichert sich alle vorher gemessenen Daten und geht in Ruhemodus. Die PowerWatch genannte Uhr muss nie aufgeladen werden.

Smart Watch - Demnächst schon bald ohne Batterie

Energie aus dem Herzschlag versorgt Herzschrittmacher.


PowerWatch und BlueTEG Pipe funktionieren autark mittels thermoelektrische Energieversorgung. Doch das funktioniert auch mechanisch – mit Energie aus Bewegung. So gibt es bereits Module, die aus Vibrationen, Luftströmen oder Druckwellen Elektrizität herstellen.


Wissenschaftler der University of Michigan haben ein Gerät entwickelt, das aus dem menschlichen Herzschlag genug Energie erzeugen kann, um einen Herzschrittmacher zu betreiben. Implantierte Defibrillatoren oder Schrittmacher könnten so ganz ohne Batterie funktionieren. Riskante Eingriffe für den Batteriewechsel würden damit in Zukunft theoretisch der Vergangenheit angehören.


Mit Energy Harvesting werden zukünftig auch deutlich weniger Akkus gebraucht. Das schont Ressourcen wie Lithium, Kobalt und Nickel und damit die Umwelt, vermeidet einen aufwendigen Recyclingprozess und den Einsatz umweltschädlicher Chemikalien.

Noch funktioniert Energy Harvesting nicht optimal. Wenn Wissenschaftler die Technik weiterentwickeln, könnten zukünftig viele Alltagsgegenstände mithilfe von Energy Harvesting zu smarten Geräten umfunktioniert werden.


Quelle: Utopia


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