Energy Harvesting: Disney Research druckt Generatoren

Entwickler von Disney Research haben einen einfachen Generator entwickelt, der auf Papier mit einem Tintenstrahldrucker gedruckt werden kann. Ein solcher Generator kann beispielsweise Spielzeug, das leuchtet oder Interaktion ermöglicht, mit Strom versorgen.

Artikel veröffentlicht am 9. Oktober 2013, 18:26 Uhr, Werner Pluta

Paper Generator: Strom auf Druck (Bild: Disney Research)

Strom erzeugen mit Papier, das ermöglicht ein Generator, den Forscher von Disney Research und der Carnegie-Mellon-Universität entwickelt haben. Damit könnten neuartige Anwendungen wie etwa interaktive Bücher oder Poster ohne Akku realisiert werden, erklären die Forscher aus Pittsburgh im US-Bundesstaat Pennsylvania.

Ein solcher Generator besteht aus einer Elektrode, mit Silber beschichtetem Polyester, und einem Elektret, einem Stoff, der quasipermanente elektrische Ladungen enthält. Elektrete werden unter anderem in Mikrofonen oder in Mikrosystemen eingesetzt.

Zwei Bauweisen

Die Wissenschaftler haben zwei Bauweisen getestet: Bei der einfachen wird eine Elektrode gegen das Elektret gerieben und es wird eine Spannung erzeugt. Der zweite Aufbau ist etwas komplexer: Zuerst wird die Elektrode gegen das Teflon gerieben, auf dem eine statische elektrische Ladung entsteht. Die Teflonfolie wird zwischen zwei Elektroden platziert, deren eine elastisch ist, so dass die Dicke der Schichten etwas variiert werden kann. Wird darauf gedrückt, wird ein Wechselstrom erzeugt.

Die Spannung ist zwar relativ hoch - sie kann bis zu 1.000 Volt betragen. Der Strom ist aber nicht sehr stark, etwa einige hundert Mikroampere. Die Entwickler um Mustafa Emre Karagozler haben einige interaktive Anwendungen für Kinder gebaut: eine Rakete, die auf einen Karton gedruckt ist. Drückt das Kind auf eine Schaltfläche aus Papier, leuchtet eine Diode auf. Bei anderen Postern wurde mit dem Strom ein Summer betrieben oder ein Inhalt auf einem E-Paper-Display dargestellt.

Druckbare Generatoren

Die Generatoren sind einfach und günstig herzustellen. Die Probeanwendungen ließen sich in fünf Minuten zusammensetzen, sagt Karagozler. Und es gehe noch einfacher: Die Generatoren könnten auch mit leitender Tinte auf Papier gedruckt werden. Ein herkömmlicher Tintenstrahldrucker reiche dafür aus. "Darin", sagt Karagozler, "liegt die Zukunft dieser Technik."

Karagozler und seine Kollegen stellen die Papiergeneratoren auf dem ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST) vor. Die Konferenz findet vom 8. bis 11. Oktober 2013 in St. Andrews in Schottland statt.