Polymer-Folie als Generator

Wasser

Egal ob in Kohle-, Öl-, Atom- oder Sonnenwärmekraftwerken – Wasserdampf, der die Turbine antreibt, ist das Nonplusultra. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben nun eine faszinierende Entwicklung gemacht, die ebenfalls auf der Kraft von gasförmigem Wasser beruht und zur Stromerzeugung verwendet werden könnte. Es handelt sich um eine Folie aus zwei Polymeren, die aus kleinsten Mengen Wasserdampf Energie gewinnt, indem sie sich zyklisch verformt, wenn sie feucht wird und wieder auftrocknet.

Energie gewinnt die 20 Mikrometer dünne Folie dabei aus den Feuchtigkeitsunterschieden. Legt sie auf eine feuchte Oberfläche, nimmt die Unterseite Wasser auf und biegt sich von der Oberfläche weg. Durch die Umgebungsluft trocknet die Folie schnell wieder, überschlägt sich und der Prozess beginnt wieder von vorne. Laut MIT-Postdoc Mingming Ma wird nur „ein klein wenig Feuchtigkeit“ benötigt und schon werden beeindruckende Kräfte frei. So kann die Polymerfolie Silberdrähte transportieren, die zehn Mal mehr wiegen als sie selbst. Das sieht dann ein bisschen so aus, als würde die Folie zum Leben erwachen, wie man in folgendem Video gut sehen kann:

Roboterarme und Generatoren

Die Bewegungen des neuartigen Materials, das die Wissenschaftler im Wissenschaftsmagazin Science präsentierten, könnten einerseits direkt genutzt werden, beispielsweise um kleine Roboterarme zu bewegen. Wenn das Polymer andererseits mit einem piezoelektrischen Material kombiniert wird, entsteht ein Generator. Dabei wird Strom aus der mechanischen Verformung gewonnen, der für den Betrieb von Nano- oder Mikrosensoren verwendet werden kann.

Liang Guo, projektbeteiligter MIT-Postdoc, denkt in diesem Zusammenhang beispielsweise an mit Generatoren versetzte Kleidung, die Energie aus verdampfendem Schweiß gewinnt: „Man könnte laufen oder trainieren und dabei Strom erzeugen“. Mit diesem könnten dann beispielsweise am Körper angebrachte medizinische Sensorgen betrieben werden. Der Einsatz der spektakulären Erfindung des MIT ist aber auch im großen Maßstab denkbar, beispielsweise um Strom an Flussufern zu erzeugen.

Matthias Schaffer

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