Wenn jeder Schritt Energie erzeugen würde
Sensoren-Fußmatte: Forscher mit bahnbrechender Idee
Schottische Forscher stellten eine dünne Matte her, die unter Teppiche oder Fußböden gelegt werden kann und sobald eine Person drüberläuft Energie erzeugt. Die neue Technologie könnte in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden. Eine nachhaltige Lösung der Zukunft?
Von Tanja Kipke
Windhoek
Stellen Sie sich vor, jeder Schritt den sie Zuhause gehen, kann in Energie umgewandelt werden, die dann solange gesammelt und gespeichert wird, bis sie alltägliche Haushaltsgegenstände, von Glühbirnen bis hin zu Fernsehgeräten, mit Strom zu versorgen. So könnten die Energiekosten für Privathaushalte gesenkt werden und die Menschen würden sich gleichzeitig mehr bewegen.
Schottische Wissenschaftler haben eine dünne Matte hergestellt, wie, wenn sie auf Böden und unter Teppichen liegt, genau das tut: Energie der Schritte einfangen. Die Technologie, die dahinter steckt, ist komplex. Wissenschaftlern des Institute of Thin Films, Sensors and Imaging (ITFSI) der University of the West of Scotland nutzen für ihre Experimente mit der Matte einen 3D-Graphenschaum names Gii™ vom Technologieunternehmen Integrated Graphene. Das Material Graphen ist stärker als Stahl, aber trotzdem leicht und flexibel und dünner als ein menschliches Haar.
Komplexe Technologie
Bereits seit mehreren Jahre werden triboelektrische Nanogeneratoren (TENG) als Technik zur Umwandlung mechanischer Energie aus unseren täglichen Handlungen in nutzbare elektrische Energie erforscht. Bisher gab es allerdings immer Probleme im Zusammenhang mit der geringen Haltbarkeit, der begrenzten Energieabgabe und der Ineffizienz. Der 3D-Graphenschaum scheint jetzt die Lösung zu sein.
Die Studie der Forscher, die kürzlich im ScienceDirect veröffentlicht wurde, beweist die Kraft eines menschlichen Fußabdrucks. Die Ergebnisse der Experimente mit einer druckempfindlichen Matte, die mit dem innovativen Gii-ausgestattet ist, sind vielversprechend. TENG-Sensoren können genug Energie erzeugen, um Personen, die einen Raum betreten oder verlassen, anonym zu identifizieren. Dies hat die Aussicht auf den Einsatz als kostengünstige, leicht skalierbare und energieeffiziente Lösung zur Überwachung der Gebäudebelegung und zur Bereitstellung von Daten, die intelligente Geräte dabei unterstützen, Energieressourcen zu optimieren, indem sie die Raumtemperatur beim Betreten oder Verlassen steuern.
Dies könnte vor allem für Schulen und Universitäten von Interesse sein, die die Messung der Raumbelegung mit einem Lüftungssystem und einem CO2-Monitor verknüpfen könnten. Sie könnten dann Maßnahmen ergreifen, um die CO2-Menge zu reduzieren, was nachweislich die Konzentrationsfähigkeit beeinträchtigt.
Außerdem besteht die Möglichkeit, dass „intelligente“ Häuser und Arbeitsplätze der nahen Zukunft mit den innovativen Matten ausgestattet werden und die Energie, die durch einfaches Herumlaufen entsteht, erfasst und genutzt wird.
Man könnte die Matten sogar dazu verwenden, Energie aus Aktivitäten wie Golf, Laufen und Tennis zu gewinnen, um Geräte mit Strom zu versorgen.
In größerem Maßstab könnte die Technologie auf Straßen zur Energiegewinnung aus Autos und auf Gehwegen eingesetzt werden, damit Fußgänger den Strom erzeugen können, der zum Betreiben umliegender Geräte erforderlich ist.
Einsatzbereiche vielfältig
Noch ist das allerdings alles Zukunftsmusik. Experten gehen allerdings davon aus, dass allein der Graphenmarkt bis 2030 auf eine Billion US-Dollar anwachsen wird.
Marco Caffio, CSO, Integrated Graphene, verriet im Gespräch mit der schottischen Zeitung „The Herald“: „Die Möglichkeiten von Gii-TENG sind endlos und haben das Potenzial, die Grenzen der Technologie über die menschlichen Erwartungen hinaus zu verschieben.“
Laut Caffio gibt es mehrere Verwendungsmöglichkeiten: „Eines davon sind Smart Homes, die in der Lage sind, Umweltbedingungen zu überwachen, z. B. ob mehr CO2 in der Umgebung vorhanden ist, ob die Fenster geöffnet sind, ob die Klimaanlagen erhöht oder verringert werden müssen – was das Haus im Allgemeinen energieeffizienter und komfortabler macht.“
Ein weiterer Bereich sei das Gesundheitswesen. Man könnte überwachen, welche Bedingungen für ältere Menschen am besten geeignet sind, sich in Pflegeheimen wohl zu fühlen. „Der Hauptvorteil besteht jedoch darin, dass es sich selbst mit Strom versorgt, sodass Sie das Gerät nicht an das Stromnetz anschließen müssen.“
Die interessanteste Möglichkeit ist natürlich die aus der Studie. Matten unter dem Fußboden, welche Energie erzeugen, sobald eine Person drüber läuft. „Die Matte kann für das Überwachungssystem verwendet werden, oder sie kann die Energie in einer Batterie oder einer Brennstoffzelle speichern, um sie für andere Zwecke zu verwenden.“ ”
Er sagte, ein solches System könne 10 Watt Energie pro Quadratmeter erzeugen. In einer geschäftigen Umgebung würde das einfache Gehen zu einer Energiequelle für den Betrieb von Geräten wie Lichtern, Fernsehern und Monitoren werden, sagte er. „Das wird uns fit halten“, fügte er hinzu. Bis es soweit ist, wird es allerdings noch einige Jahre an Forschung brauchen.
Windhoek
Stellen Sie sich vor, jeder Schritt den sie Zuhause gehen, kann in Energie umgewandelt werden, die dann solange gesammelt und gespeichert wird, bis sie alltägliche Haushaltsgegenstände, von Glühbirnen bis hin zu Fernsehgeräten, mit Strom zu versorgen. So könnten die Energiekosten für Privathaushalte gesenkt werden und die Menschen würden sich gleichzeitig mehr bewegen.
Schottische Wissenschaftler haben eine dünne Matte hergestellt, wie, wenn sie auf Böden und unter Teppichen liegt, genau das tut: Energie der Schritte einfangen. Die Technologie, die dahinter steckt, ist komplex. Wissenschaftlern des Institute of Thin Films, Sensors and Imaging (ITFSI) der University of the West of Scotland nutzen für ihre Experimente mit der Matte einen 3D-Graphenschaum names Gii™ vom Technologieunternehmen Integrated Graphene. Das Material Graphen ist stärker als Stahl, aber trotzdem leicht und flexibel und dünner als ein menschliches Haar.
Komplexe Technologie
Bereits seit mehreren Jahre werden triboelektrische Nanogeneratoren (TENG) als Technik zur Umwandlung mechanischer Energie aus unseren täglichen Handlungen in nutzbare elektrische Energie erforscht. Bisher gab es allerdings immer Probleme im Zusammenhang mit der geringen Haltbarkeit, der begrenzten Energieabgabe und der Ineffizienz. Der 3D-Graphenschaum scheint jetzt die Lösung zu sein.
Die Studie der Forscher, die kürzlich im ScienceDirect veröffentlicht wurde, beweist die Kraft eines menschlichen Fußabdrucks. Die Ergebnisse der Experimente mit einer druckempfindlichen Matte, die mit dem innovativen Gii-ausgestattet ist, sind vielversprechend. TENG-Sensoren können genug Energie erzeugen, um Personen, die einen Raum betreten oder verlassen, anonym zu identifizieren. Dies hat die Aussicht auf den Einsatz als kostengünstige, leicht skalierbare und energieeffiziente Lösung zur Überwachung der Gebäudebelegung und zur Bereitstellung von Daten, die intelligente Geräte dabei unterstützen, Energieressourcen zu optimieren, indem sie die Raumtemperatur beim Betreten oder Verlassen steuern.
Dies könnte vor allem für Schulen und Universitäten von Interesse sein, die die Messung der Raumbelegung mit einem Lüftungssystem und einem CO2-Monitor verknüpfen könnten. Sie könnten dann Maßnahmen ergreifen, um die CO2-Menge zu reduzieren, was nachweislich die Konzentrationsfähigkeit beeinträchtigt.
Außerdem besteht die Möglichkeit, dass „intelligente“ Häuser und Arbeitsplätze der nahen Zukunft mit den innovativen Matten ausgestattet werden und die Energie, die durch einfaches Herumlaufen entsteht, erfasst und genutzt wird.
Man könnte die Matten sogar dazu verwenden, Energie aus Aktivitäten wie Golf, Laufen und Tennis zu gewinnen, um Geräte mit Strom zu versorgen.
In größerem Maßstab könnte die Technologie auf Straßen zur Energiegewinnung aus Autos und auf Gehwegen eingesetzt werden, damit Fußgänger den Strom erzeugen können, der zum Betreiben umliegender Geräte erforderlich ist.
Einsatzbereiche vielfältig
Noch ist das allerdings alles Zukunftsmusik. Experten gehen allerdings davon aus, dass allein der Graphenmarkt bis 2030 auf eine Billion US-Dollar anwachsen wird.
Marco Caffio, CSO, Integrated Graphene, verriet im Gespräch mit der schottischen Zeitung „The Herald“: „Die Möglichkeiten von Gii-TENG sind endlos und haben das Potenzial, die Grenzen der Technologie über die menschlichen Erwartungen hinaus zu verschieben.“
Laut Caffio gibt es mehrere Verwendungsmöglichkeiten: „Eines davon sind Smart Homes, die in der Lage sind, Umweltbedingungen zu überwachen, z. B. ob mehr CO2 in der Umgebung vorhanden ist, ob die Fenster geöffnet sind, ob die Klimaanlagen erhöht oder verringert werden müssen – was das Haus im Allgemeinen energieeffizienter und komfortabler macht.“
Ein weiterer Bereich sei das Gesundheitswesen. Man könnte überwachen, welche Bedingungen für ältere Menschen am besten geeignet sind, sich in Pflegeheimen wohl zu fühlen. „Der Hauptvorteil besteht jedoch darin, dass es sich selbst mit Strom versorgt, sodass Sie das Gerät nicht an das Stromnetz anschließen müssen.“
Die interessanteste Möglichkeit ist natürlich die aus der Studie. Matten unter dem Fußboden, welche Energie erzeugen, sobald eine Person drüber läuft. „Die Matte kann für das Überwachungssystem verwendet werden, oder sie kann die Energie in einer Batterie oder einer Brennstoffzelle speichern, um sie für andere Zwecke zu verwenden.“ ”
Er sagte, ein solches System könne 10 Watt Energie pro Quadratmeter erzeugen. In einer geschäftigen Umgebung würde das einfache Gehen zu einer Energiequelle für den Betrieb von Geräten wie Lichtern, Fernsehern und Monitoren werden, sagte er. „Das wird uns fit halten“, fügte er hinzu. Bis es soweit ist, wird es allerdings noch einige Jahre an Forschung brauchen.
Kommentar
Allgemeine Zeitung
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