Tropfen-Generator: Forscher gewinnen Energie aus fallenden Regentropfen

Wasserkraft als Form der nachhaltigen Energieversorgung ist kein wirklich neues Konzept. Allerdings werden für den Bau von Staudämmen und Pumpspeicherkraftwerken bisher viel Platz und große Mengen an Wasser benötigt. Forscher der City University Hongkong verfolgen hingegen einen anderen Ansatz. Sie haben einen Generator entwickelt, der aus einzelnen regelmäßig auftreffenden Wassertropfen sauberen Strom erzeugt. Ein einziger Wassertropfen reicht dabei aus, um 100 kleine LED-Lampen kurzfristig zum Leuchten zu bringen. Den Angaben der Forscher zufolge ist das neue System damit tausendfach effizienter als die bisher bekannten Ansätze auf diesem Gebiet. Entwickelt wurde das System mit Wasser aus der Leitung. Genutzt werden kann aber auch Regen-, Fluss- oder Meerwasser.

Bild: Photones [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Die Energie akkumuliert sich mit jedem Tropfen

Die Basis des neuartigen Generators bildet eine Schicht des Halbleiters Indiumzinnoxid (ITO). Diese wiederum ist mit Teflon überzogen, wobei ein kleines Aluminiumstück die beiden Hälften miteinander verbindet. Das Teflon dient hierbei als Elektret, während das Aluminium die Elektrode darstellt. Der Clou hinter dem System: Fällt nun ein Wassertropfen auf die Oberfläche, kommen elektrochemische Wechselwirkungen in Gang, die eine elektrische Aufladung zur Folge haben. Dieser Effekt ist allerdings nicht ganz neu. Bei den bisher präsentierten Lösungen ging diese elektrische Energie aber nach jedem Tropfen verloren. Dies ist nun anders: Je mehr Wassertropfen auf die Oberfläche treffen, desto stärker nimmt die Ladung zu. 16.000 Tropfen sorgen so für einen stabilen Wert von etwa 50 Nanocoulomb.

Bei Regen kann die Schwerkraft genutzt werden

Das sich auf der Teflon-Schicht ausbreitende Wasser sorgt zudem dafür, dass ein Stromkreis entsteht und die Ladung abfließen kann. Ein Tropfen Leitungswasser aus einer Höhe von 15 Zentimetern erzeugt so eine Spannung von 140 Volt und eine Stromstärke von 270 Mikroampere. Allerdings kann das System auch nicht einfach in den Regen gestellt werden, um so Strom zu gewinnen. Denn die Tropfen müssen in möglichst gleichmäßigen Abständen auf die Oberfläche treffen. Die Forscher haben das eine Art Trichter entwickelt, in dem das Wasser zunächst gesammelt und dann gezielt abgegeben wird. Der Vorteil bei dieser Lösung: Das Wasser fällt aufgrund der Schwerkraft von alleine in Richtung Erde. Anders als bei Leitungswasser ist zuvor auch keine Pumpleistung nötig.

Via: Engadget