Neues Design für robuste, günstige Generatoren: Ein Prototyp erzeugt genügend Strom für ein Smartphone, indem er zum Beispiel die Bewegungsenergie eines Menschen nutzt.
Stuttgart - Reibung erzeugt nicht nur Wärme, sondern auch Elektrizität. Wer einen Luftballon an einem Pullover reibt, lädt seine Oberfläche negativ auf und kann den Ballon an einer Wand „festkleben“. Diese Form der Stromerzeugung nutzt ein neuer Generator, der ohne Umweg über eine Batterie LED-Lampen, Smartphones oder andere elektronische Geräte versorgen kann. Über ihren Generator berichtet die Gruppe um Zhong Lin Wang vom Georgia Institute of Technology in Atlanta in der Zeitschrift „Nature Communications“.
Der reibungselektrische Generator gewinnt die elektrische Spannung aus Bewegungen in der Umgebung: Wenn zwei Trägheitsmassen ungleichmäßig am Generatorgehäuse angebracht sind, reicht das Schütteln mit der Hand, um Strom zu erzeugen. Der Generator erreicht dabei einen Wirkungsgrad von etwa 24 Prozent. Das bedeutet, dass knapp ein Viertel der mechanischen Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Im Wesentlichen besteht der Generator aus einem beweglichen Teil (Rotor) und einem unbeweglichen (Stator) aus Goldelektroden, die wie Klaviertasten nebeneinanderliegen. Bewegt sich der Rotor schleifend darüber hinweg, baut sich zwischen je zwei Elektroden eine Spannung auf. Es entsteht Wechselstrom, der sofort für elektronische Geräte genutzt werden kann. In Versuchen schlossen die Forscher unter anderem zehn LEDs, eine Digitaluhr sowie – zum Aufladen – ein Smartphone an.
Um die Abnutzung so gering wie möglich zu halten, sind die Goldelektroden in Kunststoffe eingebettet. Nach der Erzeugung von zehn Millionen Zyklen Wechselstrom sei keine Verringerung des entstehenden Stroms messbar, schreiben die Forscher. Sie sind davon überzeugt, dass ihr Generator für eine breite Palette an Anwendungen infrage kommt, da er robust und sehr effizient sei sowie in der Herstellung wenig koste.