An der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in St. Gallen läuft aktuell ein vielversprechendes Projekt. Ein Forschungsteam entwickelte dort 2020 biegsame und atmungsaktive Solarkonzentratoren. Diese können auf Textilfasern platziert werden, wo das Licht gebündelt und dann an eine Solarzelle weitergeleitet wird – diese erzeugt dann Strom.
Diese Art der Energiegewinnung hat garantiert Zukunft
Aktuell ist das Projekt nach wie vor in der Forschung und das Forschungsteam arbeitet zusammen mit einem Textilindustriepartner an einem grösseren Demonstrator. Bis ein Kleidungsstück mit Solarkonzentratoren auf den Markt kommt, wird es noch einige Jahre dauern. Der Forschungsleiter Luciano F. Boesel sieht aber grosses Potenzial darin: «Diese Art der Energiegewinnung hat garantiert Zukunft. Denn der Mensch braucht immer mehr Energie und dafür brauchen wir alternative Lösungen.»
Die Effizienz solcher Kleidungsstücke hängt von der Grösse der Solarkonzentratoren ab. Aktuell könne man kleine Uhren damit aufladen, in Zukunft wäre das Ziel aber auch das Laden von Smartphones.
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Bild 1 von 3Legende: Tragbare Energiegewinnung Die Solarkonzentratoren bestehen aus einem dünnen, dursichtiges Polymere und aus Leuchtstoffen (rot, grün). Diese fangen das Sonnenlicht an, und leiten es weiter an die tragbaren, flexiblen Solarzellen. Empa -
Bild 2 von 3Legende: Demonstrator Die Solarkonzentratoren (3 Quadratcentimeter) wurden mit 5 fasernähnlichen Solarzellen auf Textilien gebunden und konnten mit Sonnenlicht Energie generieren. Empa/Fudan Univ.
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Bild 3 von 3Legende: Die Solarkonzentratoren können auf beliebigen Textilflächen aufgetragen werden und sind zudem wasserdampfdurchlässig. Hier werden sie mit einer Lampe beleuchtet. Empa
Pflanzen als Stromquelle
Eine weitere interessante Entdeckung führt uns in die Pflanzenwelt. Während der Photosynthese produzieren Pflanzen nämlich organisches Material, indem sie CO2 mithilfe von Sonnenlicht in Zucker umwandeln. Ein Teil dient dem Pflanzenwachstum, während sie einen anderen Teil über ihre Wurzeln in den Boden absondern. Dort bauen Bodenbakterien die organischen Stoffe ab und setzen Elektronen frei. Und diese nutzt man dann für die Stromerzeugung.
In den Niederlanden verfolgt das Start-Up Plant-e diese Technik und hat dazu verschiedene Pilot-Projekte gestartet. Anhand lebender Pflanzen versuchen sie, genügend Strom für Beleuchtung und Strom zu erzeugen. Ihre Vision ist es, Energie aus nachhaltigen Quellen zu gewinnen, ohne dem Planeten zu schaden.
Der elektrische Output ist zurzeit noch gering. Aktuell lassen lassen sich LEDs und Sensoren in Kleingeräten damit betreiben. Wie viel Strom generiert wird, ist stark vom Bodenleben und der Temperatur abhängig. Die Vision der Forschenden ist es, mit bepflanzten Dächern einen erheblichen Teil des Elektrizitätsbedarfs eines Hauses zu decken. Allerdings ist die Methode noch in der Optimierungsphase und die finanzielle Umsetzbarkeit unklar - es kann also noch dauern, bis dies auf grossen Flächen eingesetzt wird.
Der eigene Körper als Stromlieferant
Dass wir ständig Wärme abgeben, merken wir, wenn wir uns körperlich anstrengen oder wir Fieber haben. Und diese Körperwärme eines durchschnittlichen Erwachsenen generiert pro Tag rund 3kWh.
Mit dieser Menge an Energie könnte man laut der Firma Mithras einen LCD-Fernseher rund 30 Stunden lang betreiben. Mithras war ein Schweizer Start-Up, welches zu diesem Thema geforscht hat. Aufgrund finanzieller Engpässe musste das Start-Up dieses Projekt letztes Jahr auf Eis legen.
Die Vision, Gegenstände durch Körperwärme aufzuladen, ist zwar noch nicht markttauglich, könnte aber durchaus Zukunft haben, weshalb auf dem Gebiet auch stetig geforscht wird. So, dass sich beispielsweise Smartwatches oder Hörgeräte mithilfe der Körperwärme in Zukunft automatisch aufladen würden.
