Mini-Generator Handy-Strom aus der Schuhsohle

Strom für Handys, Laptops und Kameras könnte künftig aus der Schuhsohle kommen. Eine neue Technologie soll bis zu zehn Watt pro Fuß liefern - behaupten die Forscher, die bereits eine Firma zur Vermarktung ihrer Erfindung gegründet haben.
Schuhsohlen-Generator (Illustration): Energiegewinnung beim Gehen

Schuhsohlen-Generator (Illustration): Energiegewinnung beim Gehen

Foto: dapd

Wer oft mit Smartphones oder Laptops unterwegs ist, kennt das Problem: Die Akkus quittieren schon nach wenigen Arbeitsstunden den Dienst. Eine Steckdose ist in solchen Momenten meist nicht in Sicht, und außerdem würde sie den Mobilgeräte-Benutzer reichlich unmobil machen.

Ein Stromgenerator, der nicht nur tragbar ist, sondern auch so klein, dass er nicht weiter auffällt, wäre enorm hilfreich. Abhilfe versprechen nun zwei US-Forscher, die eine Technologie zur Umwandlung von Bewegungen in Strom vorstellen. Das als "reverse electrowetting" bezeichnete Verfahren könne bis zu 1000 Watt Leistung pro Quadratmeter erbringen, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin "Nature Communications" . Es reagiere sowohl auf Vibration als auch auf Druck und sei daher vielseitig einsetzbar.

Ein solches System ließe sich beispielsweise in die Sohle von Schuhen einbauen, schreiben Tom Krupenkin und Ashley Taylor von der University of Wisconsin-Madison. Ihren Berechnungen zufolge könnte dies einen Ertrag von bis zu zehn Watt pro Fuß liefern - und damit ausreichend Energie, um beispielsweise Handy, Radio oder Laptop zu betreiben.

Strom aus Tröpfchen

Die Basis der neuen Technologie bilden zahlreiche Tröpfchen einer leitfähigen Flüssigkeit. Sie liegen zwischen zwei Schichten eines speziell strukturierten Dünnfilms. Bestimmte Bereiche dieses Films sind leitend und dienen als Kontaktfläche. Bei mechanischem Druck oder Vibration bewegen sich die Tröpfchen, und ihre Überlappung mit der Kontaktfläche verändert sich. Wird sie kleiner, fließt ein Teil der normalerweise zwischen Dünnschicht und Tropfen gehaltenen elektrischen Spannung über einen elektrischen Leiter ab. Dieser Strom kann nun zum Betreiben von elektrischen Geräten genutzt werden.

Je höher die Anzahl der aneinandergereihten Tröpfchen, desto höher sei die Stromausbeute, so die Forscher. Ein in die Schuhsohlen integriertes System müsste rund 1000 Tröpfchen umfassen, um rund zehn Watt pro Schuh zu liefern. Übertragen werden könnte der Strom entweder per Kabel oder aber drahtlos per Funkschnittstelle, sagen die Forscher. Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien und Akkus müsse dieses System nicht extra aufgeladen werden. Die Energie werde schon durch normales Gehen konstant nachgeliefert.

"Menschen sind sehr starke Energie produzierende Maschinen", sagt Krupenkin. "Was bisher fehlte, war eine Technologie, mit der sich diese mechanische Energie effektiv in elektrische umwandeln lässt." Solche Systeme existierten bisher fast nur in Großanlagen wie Windkraftwerken oder in winzigen Formaten, etwa als leistungsschwache Umwandler in Uhren. "Was bisher fehlte, ist die Leistung im Wattbereich", sagt Taylor. Diesen für die portable Elektronik benötigten Energiebereich könne das neue System abdecken.

Marktreif ist die neue Technologie zwar noch nicht, doch an die Vermarktung denken Krupenkin und Taylor offenbar schon jetzt: Sie haben eine Firma namens Instep Nanopower zur Vermarktung ihrer Technologie gegründet und treten dort als Präsident und Vizepräsident auf. Merkwürdig: Im "Nature"-Artikel heißt es, die Autoren hätten keine konkurrierenden finanziellen Interessen angegeben.

Krupenkin sieht darin jedoch kein Problem. Der "Nature"-Fachartikel drehe sich um das bisher unbekannte Naturphänomen des "reverse electrowetting". Der Firma Instep Nanopower gehe es dagegen vor allem um angewandte Forschung und Produktentwicklung im Bereich der Stromgewinnung durch menschliche Bewegung, erklärte Krupenkin auf Anfrage. "Das ist vollständig getrennt von der Grundlagenforschung über 'reverse electrowettung' und war auch nicht Teil unseres Artikels in 'Nature Communications'." Die Objektivität, Integrität und der Wert der in dem Fachbeitrag vorgestellten Erkenntnisse sei nicht beeinträchtigt. Die "Nature"-Redaktion hat auf Anfrage zunächst keine Stellungnahme abgegeben.

mbe/dapd