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Energiegewinnug aus Kleidung: Gewebe zapft gleich zwei Stromquellen an

Nanosolaranlagen sind nicht ganz neu - und Kleider, die bei Bewegung Strom produzieren auch nicht mehr. Jetzt kombinieren Forscher beides in kleinen, leistungsstarken Gewebekraftwerken.
Stromproduzierendes MischgewebeLaden...

Das leichtgewichtige Woll-Polymer-Mixgewebe eines chinesisch-amerikanischen Forscherteams sammelt Energie auf gleich zwei unterschiedliche Arten: Die aus verschiedenem Material produzierten Fäden arbeiten als Solarkollektor oder wandeln mechanische Verformungen aus Bewegung in Strom.

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Genug Leistung für eine Armbanduhr | Ein kleines Stoffquadrat ausgewählter Polymerfasern produziert Strom aus mechanischer Energie und Sonnenlicht. Das reicht – wenn sich der Träger in der Sonne bewegt –, um eine Armbanduhr zu versorgen.

Hergestellt haben die Materialwissenschaftler ihr Gewebe in einem in der Bekleidungsindustrie gebräuchlichen Gerät, indem sie als Solarzellen taugliche Polymerfasern mit faserförmigen, triboelektrischen Nanogeneratoren einsetzten. Diese bestehen aus Materialien mit unterschiedlicher Elektronenaffinität und erzeugen Strom durch elektrostatische Effekte und, weil sie Elektronen tauschen, sobald sie mechanisch bewegt aneinanderreiben. Damit dies effizient möglich ist, haben die Forscher eine erste, starre Generation solcher Polymere durch chemische Modifikationen deutlich flexibler gemacht. Mit den Solarfasern und als Füllmatrix dienenden Wollfäden gelang es nun, eine nur 320 Mikrometer dicke Stoffschicht zu weben, die durchaus etwa als Zeltwand, Vorhang oder Bekleidung dienen könnte.

Ein hochskaliertes Stoffkraftwerk nach dem Vorbild des Prototypen dürfte auf großer Fläche leistungsstark genug für allerlei Alltagsanwendungen sein, meinen die Wissenschaftler optimistisch, nachdem sie einen 4 mal 5 Zentimeter großen Prototypen getestet haben: Bei halbwegs sonnigem Umgebungslicht, und ständig leicht wie durch Wind oder einen laufenden Menschen bewegt, produzierte das Gewebe genug, um in einer Minute eine Ladung von 0,4 Millicoulomb aufzubauen. Ein Handy mit Durchschnittsakku dürfte damit allein zwar erst nach Jahren voll aufgeladen sein; immerhin aber produziert auch das kleine Stück Stoff schon dauerhaft 0,4 Milliwatt – genug, um eine elektrische Armbanduhr zu betreiben, wie die Forscher demonstrieren konnten.

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