Überraschend effektiv: Mini-Brennstoffzelle am Finger tankt auch im Schlaf Energie

Eben noch strömte der starke Sound über die Bluetooth-Kopfhörer direkt in deine Ohren, doch dann ist plötzlich die Batterie leer. Der Musikgenuss ist damit vorerst beendet, die Aufladezeit beginnt. Auch der Fitness-Tracker hält höchstens ein paar Tage, bevor er stundenlang neue Energie tanken muss. Vielleicht steht gerade in dem Moment eine Joggingrunde an, doch alles Ärgern hilft nichts: Das Gerät muss zu Hause an der Steckdose bleiben. Ein dauerhafter Energieversorger am Körper könnte die Lösung sein, doch mit Piezoelektrizität allein ist es nicht getan.

Auch im Schlaf erntet die Brennstoffzelle Energie

Bio-Folie tankt Tag und Nacht Strom aus Fingerschweiß

Für den piezoelektrischen Effekt ist Bewegung nötig; ein Gegenstand oder Körperteil übt dabei Druck auf eine Oberfläche aus. Die entstehende elektrische Spannung treibt beispielsweise eine Armbanduhr an. Das Problem bei dieser nützlichen Art der Stromerzeugung liegt auf der Hand: Menschen bewegen sich nun einmal nicht ständig, zwischendurch ruhen sie sich einfach mal aus oder legen sich nachts schlafen. In dieser Phase wird kaum oder sogar gar kein Strom erzeugt – insgesamt viel zu wenig, um ein stromintensiveres Gerät dauerhaft anzutreiben. Nano-Ingenieure an der University of California in San Diego haben nun eine Bio-Brennstoffzelle für den Finger entwickelt, die aus Folie besteht. Sie gewinnt zwar auch auf piezoelektrischem Weg Energie, erntet ihren Strom aber auch aus Fingerschweiß. Und der ist immer da, sogar im Schlaf.

An den Fingerspitzen sitzen besonders viele Schweißdrüsen

Die Folie ist hauchdünn und flexibel, sie bedeckt nur die Fingerspitze. Dort sitzen mehr als eintausend Schweißdrüsen, die Schweißproduktion ist hundert bis tausend Mal stärker als an anderen Körperstellen. Wir Menschen merken so wenig davon, weil der Schweiß am Finger schnell wieder verdunstet, doch die kleine Brennstoffzelle labt sich daran. Ein Enzym im Schweiß löst eine chemische Reaktion aus, die wiederum Energie freisetzt – und schon fließt der Strom. Der „On-Body-Harvester“ erweist sich im Versuch als erstaunlich leistungsstark, innerhalb von 10 Stunden Schlaf sammelt er immerhin noch bis zu 400 Millijoule je Quadratzentimeter Haut, das sind 0,1 Milliwattstunden. Und: Der Energiefluss hört niemals auf, das ist sicher das Wichtigste an diesem System. Nutzt man mehrere Finger, gibt es entsprechend mehr Strom.

Die Energie lässt sich dafür verwenden, Wearables aller Art pausenlos zu betreiben oder zumindest die zugehörigen Akkus länger haltbar zu machen. Weniger oder gar keine lästigen Ladezeiten bewirken, dass Kopfhörer, Smartphones und Fitness-Tracker deutlich mehr Freude bringen, weil sie kaum noch Ausfallzeiten haben.