Batterie-Tattoos Schwitzen, bis der Akku voll ist

Ein Tattoo, das dem MP3-Player Strom liefert? Eine neue Technik könnte das bald möglich machen. Sie nutzt den Schweiß beim Sport, um Strom zu erzeugen.
Spezial-Tattoo: Die Biobatterie wandelt Lactat in Energie um

Spezial-Tattoo: Die Biobatterie wandelt Lactat in Energie um

Foto: Joseph Wang

"Wer Musik hören will, muss schwitzen", könnte künftig die Devise in Fitnessstudios lauten. Forscher haben eine Methode entwickelt, um aus Schweiß Strom zu produzieren. Ein temporäres Tattoo wird dabei zur Batterie, mit der kleine Elektrogeräte wie etwa ein MP3-Player betrieben werden können. Vorgestellt wurde die Technik am Mittwoch auf dem 248. Treffen der American Chemical Society in San Francisco.

Das abwaschbare Tattoo wurde zunächst entwickelt, um Laktatwerte im Schweiß zu messen. "Laktat ist ein wichtiger Indikator dafür, wie anstrengend die sportliche Betätigung ist", erklärt Wenzhao Jia von der University of California in San Diego. Je größer die Anstrengung, desto höher der Laktatwert. Bislang musste Sportlern allerdings für jede Messung Blut abgenommen werden.

Jia und Kollegen haben nun eine einfachere Methode entwickelt: Sie brachten einen flexiblen Laktatsensor auf ein gewöhnliches temporäres Tattoo auf. Der Sensor enthält ein Enzym, das dem Laktat die Elektronen entzieht und so einen schwachen elektrischen Strom erzeugt. Solch ein Tattoo bekamen zehn gesunde Studienteilnehmer auf den Oberarm appliziert.

Während die Probanden 30 Minuten lang mit zunehmendem Widerstand auf dem Trainingsfahrrad strampelten, maßen die Forscher den entstehenden elektrischen Strom. So konnten sie beobachten, wie sich die Laktatwerte mit zunehmender Trainingszeit und wachsenden Schwierigkeitsstufen veränderten.

Je unsportlicher, desto mehr Strom

Doch das reichte ihnen noch nicht. Wenn die Probanden mit ihrem Schweiß schon Strom produzierten, dann könnte man den doch auch sinnvoll nutzen, folgerten die Forscher. Das Tattoo lässt sich nämlich auch zur Batterie umfunktionieren. Eine Batterie erzeugt Energie, indem sie Elektronen von einer Anode zu einer Kathode schickt. In diesem Fall enthält die Anode das Enzym, das dem Laktat die Elektronen wegnimmt, und die Kathode enthält ein Molekül, das die Elektronen aufnimmt.

Die Biobatterien testeten Jia und Kollegen an 15 Freiwilligen. Diese erzeugten auf den Trainingsfahrrädern ganz unterschiedliche Mengen an Strom: Je unfitter ein Teilnehmer war, desto mehr Strom erzeugte er. Diejenigen, die nur einmal die Woche oder gar keinen Sport trieben, produzierten also mehr Strom als die Teilnehmer, die sich zwei- bis dreimal die Woche sportlich betätigten. Am wenigsten Energie gaben Spotjunkies ab, die mehr als dreimal die Woche ordentlich schwitzten.

Das scheint logisch: Wenn jemand untrainiert ist und schneller schlappmacht, muss der Körper früher zusätzliche Energie mobilisieren und produziert dabei größere Mengen Lactat. Der "schlappste" Kandidat der Gruppe erzeugte mit seinem Schweiß-Tattoo 70 Mikrowatt auf einem Quadratzentimeter Haut.

"Das ist nicht viel, aber wir arbeiten daran, den Strom noch zu verstärken, sodass man letztendlich kleine elektronische Geräte betreiben kann", erklärt Jia. "Bisher sind unsere Elektroden nur zwei bis drei Millimeter groß und generieren etwa vier Mikrowatt." Das reicht noch nicht einmal aus, um eine Uhr zu betreiben, die etwa zehn Mikrowatt brauchen würde. Einen entscheidenden Vorteil haben die Tattoo-Batterien aber bereits: Sie arbeiten mit erneuerbaren Rohstoffen. Schweiß kann jederzeit neu produziert werden.

anf
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