Energy Harvesting: Vibrationen im Auto sollen Smartphones laden

Forscher in den USA und China haben ein Material entwickelt, das kleine Vibrationen in Strom umwandelt und so zum Beispiel zum Laden von elektronischen Geräten während der Autofahrt genutzt werden könnte.

Artikel veröffentlicht am 26. Februar 2014, 10:39 Uhr, Andreas Donath

Schwamm erzeugt elektrische Spannung aus Vibrationen. (Bild: Xudong Wang/Uni Wisconsin)

Wer auf schlechten Straßen unterwegs ist, könnte bald von den entstehenden Vibrationen profitieren. Xudong Wang von der Uni Wisconsin in Madison und Forscher von der Sun-Yat-sen-Universität in China haben ein Material entwickelt, das auf dem piezoelektrischen Prinzip basiert und kleine Vibrationen in eine elektrische Spannung umwandelt.

Der Stromgenerator verwendet die piezoelektrischen Eigenschaften des Kunststoffs Polyvinylidenfluorid (Kurzzeichen PVDF). Dieser teilkristalline, thermoplastische Fluorkunststoff wird normalerweise für Dichtungsbeschichtungen und Filter, aber auch für Lautsprecher und Mikrofone eingesetzt.

Die Forscher haben eine dünne Schicht des PVDF mit Nanopartikeln aus Zinkoxid versehen, die dann weggeätzt wurden, um ein schwammartiges Material zu erzeugen. Das hat einen positiven Effekt auf die Energieausbeute: Je weicher das Material, desto empfindlicher reagiert es auf Vibrationen. Auf Vorder- und Rückseite des Schwamms wurden dünne Elektroden angebracht. Das Material kann auf flachen und gewölbten Oberflächen befestigt werden. Beim Laden des Akkus wird das Gewicht des Telefons genutzt, um die Bewegung des Schwamms bei Vibrationen zu verstärken. Theoretisch könnte der Ladeschwamm sogar in das Gerät integriert werden - beispielsweise als Teil des Gehäuses. Vermutlich kann damit aber nur ein schwacher Strom zur Erhaltungsladung erzeugt werden.

Die Forscher haben ihre Ergebnisse in einem wissenschaftlichen Artikel im Journal Advanced Energy Materials veröffentlicht. Wann die Technik serienreif ist, lässt sich nicht abschätzen.