29/03/2011 - Ein Nanogenerator erzeugt Energie, indem er ihn zwischen den Fingern drückt.

Menéame

Forscher des georgischen Technologieinstituts haben den ersten kommerziell lebensfähigen Nanogenerator entwickelt, einen flexiblen Chip, der Körperbewegungen verwenden kann, um Strom zu erzeugen. Die Ergebnisse der Studie wurden während der jährlichen Sitzung der American Chemical Society in Anaheim (USA) veröffentlicht.

Zhong Lin Wang, der für die Studie verantwortlich ist, erklärt: "Dieser Fortschritt ist ein Meilenstein bei der Herstellung der tragbaren Elektronik, die durch Körperbewegung ohne die Verwendung von elektrischen Batterien und Aufladungen geladen wird. Unsere Nanogeneratoren sind verpflichtet, das Leben in Zukunft zu verändern. Ihr Potenzial ist nur auf die Vorstellungskraft eines jeden beschränkt."

Die jüngsten Verbesserungen des Wang-Geräts haben zu einem leistungsstarken Nanogenerator geführt, der Strom für flüssige Kristall-Bildschirme, Lichtdioden und Laserdioden liefert. Durch die Speicherung der erzeugten Ladungen mit Hilfe eines Zapfkörpers kann die resultierende Energie einen Sensor antreiben und das Signal ohne Kabel übertragen.

   "Wenn wir die Verbesserungsrate beibehalten können, könnte der Nanogenerator zu einer Vielzahl anderer Anwendungen führen, die mehr Leistung erfordern," sagt Wang. So zitierte der Forscher zum Beispiel persönliche elektronische Geräte, die Energie von Nanogeneratoren erhalten würden, die durch die Schritte innerhalb der Schuhsohle aktiviert wurden; implantierte Insulinpumpen, die Herzschlagenergie erhalten; und Umweltsensoren, die durch brisegetriebene Nanogeneratoren angetrieben werden.

   Die Forscher zeigten die kommerzielle Leistungsfähigkeit des Nanogenerators, indem sie ihn benutzten, um Energie einem LED-Licht und einem flüssigen Kristall zu geben, die in vielen elektronischen Geräten wie Rechnern und Computern verwendet werden. Die Energie kam von der Dehnung des Nanogenerators zwischen zwei Fingern.

   Der Schlüssel zur Technologie sind Zinkoxid-Nanokabel (ZnO). Die ZnO-Nanokabel sind piezoelektrischen, sie können einen elektrischen Strom erzeugen, wenn es dehnt oder biegt. Diese Bewegung kann jede körperliche Bewegung wie Gehen, Herzschlag oder Blutfluss durch den Körper durchführen. Nanokabel können auch Elektrizität in Reaktion auf Wind, Räder oder viele Arten von Bewegung erzeugen.

   Der Durchmesser eines ZnO-Nanokabels ist so klein, dass 500 von ihnen in der Breite eines menschlichen Haares gefunden werden können. Die Wang-Gruppe entdeckte, wie man die elektrischen Ladungen von Millionen Zinkoxid-Wickel auf der Nanoskala erfassen und kombinieren kann.

   Die Forscher entwickelten auch eine effektive Möglichkeit, die Nanokabel in flexiblen Polymerchips einzulagern, die jeweils ein Viertel eines Poststempels groß sind. Fünf dieser gemeinsam platzierten Nanogeneratoren produzieren etwa 1 3-Volt-Strom-Mikroamper, um die gleiche Spannung, die zwei AA-Batterien erzeugt.

   Wang kommt zu dem Schluss, dass der nächste Schritt darin besteht, die Energie aus dem Nanogenerator zu verbessern und ein Unternehmen zu finden, das es produziert. Der Forscher schätzt, dass das Produkt den Markt in drei bis fünf Jahren revolutionieren könnte. Die erste Anwendung könnte eine Energiequelle für winzige Umweltsensoren und Infrastruktursteuerung sein.

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