Flexibles Hydrogel: Forscher gewinnen Bewegungsenergie auch unter Wasser

Schon heute gibt es zahlreiche Ansätze, bei denen versucht wird, Bewegungsenergie in Elektrizität umzuwandeln und so nutzbar zu machen. Bisher funktionieren diese aber nur unter trockenen Bedingungen. Dies wiederum schränkt die Anwendungsmöglichkeiten stark ein. Forschern an der North Carolina State University könnte daher nun ein wichtiger Durchbruch gelungen sein: Sie entwickelten ein Gerät, das Bewegungsenergie auch unter Wasser in Elektrizität verwandeln kann. Die Neuentwicklung ist zudem vielseitig einsetzbar. So können etwa Wellen, Körperbewegungen oder auch Motorvibrationen genutzt werden, um Energie zu gewinnen. Große Rücksicht auf die Haltbarkeit des Materials muss man dabei nicht nehmen. Denn das neue Gerät kann zusammengedrückt, auseinandergezogen oder auch verdreht werden. So wiesen die Forscher im Labor nach, dass sich das Material auf das fünffache der Originallänge auseinander ziehen lässt. Dies erhöht die Einsatzmöglichkeiten weiter.

Das „Energy Harvesting“ bringt viel Potenzial mit sich

Kommen wir nun zum Aufbau der neuen Konstruktion: Diese besteht im Inneren aus einer flüssigen Metalllegierung aus Gallium und Indium. Umgeben ist dieser Kern von einem Hydrogel. Die darin enthaltene Flüssigkeit enthält wiederum Ionen. Diese wiederum erzeugen eine elektrische Spannung, sobald das Hydrogel in Bewegung versetzt wird. Ein elektrisches Kabel sorgt dann dafür, dass die so erzeugte Elektrizität abgeführt und genutzt oder gespeichert werden kann. Bei Tests im Labor konnte auf diese Weise eine Energiedichte von 0,5 Milliwatt pro Quadratmeter erreicht werden. Dies entspricht in etwa den Werten, die auch bei anderen Formen des sogenannten „Energy Harvesting“ dokumentiert wurden. Der große Vorteil besteht aber in der einfachen Anwendbarkeit: Denn das Material ist eben nicht nur extrem flexibel, sondern kann auch unter Wasser eingesetzt werden. Die Forscher halten ihre Entwicklung daher für vielversprechend genug, um sie in zwei Richtungen voranzutreiben.

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Die Kraft der Wellen könnte nutzbar gemacht werden

Zum einen soll die Menge an gewonnener Energie erhöht werden. Dies wiederum würde es ermöglichen, die Technik zu nutzen, um Wearables mit Strom zu versorgen. Im Idealfall müssten Smartwatches und Fitnesstracker dann nie mehr an der Steckdose geladen werden. Der zweite Ansatz besteht darin, zu schauen, inwieweit die Technik genutzt werden kann, um die Energie der Wellen im Meer zu nutzen. Grundsätzlich existiert diese Idee bereits seit vielen Jahren. Bisher konnte die Technologie aber noch nicht kommerziell zum Einsatz gebracht werden. Dies liegt unter anderem daran, dass die Kraft des Meeres extrem stark auf starre Strukturen einwirken. Die Wartungs- und Reparaturkosten waren bei den bisherigen Lösungen daher immer sehr hoch. Mit dem flexiblen Polymer könnte diese Problematik nun umgangen werden. Noch allerdings steht die Forschungsarbeit ganz am Anfang. Bis zu einer kommerziellen Lösung dürften also noch einige Jahre vergehen.

Via: Inceptive Mind