Hintergrundinformationen

Wissen Sie wie Strom aus der Steckdose für Apparate überflüssig werden kann? Hier jetzt die Antwort!

Mit dem Handy telefonieren, ganz ohne Akku, nur durch die Wärme der Hand? Das ist noch Zukunftsmusik. Doch dank neuer Schaltungen lässt sich bereits jetzt die Hitze des Körpers nutzen, um Strom zu gewinnen.

Auf der Intensivstation sind am Körper des Patienten viele Apparate angeschlossen. Sie überwachen Herzfrequenz, Blutdruck, Körpertemperatur, Puls oder Atemfrequenz. Für gewöhnlich herrscht ein großes Kabelgewirr, denn sämtliche Geräte müssen mit Strom versorgt werden. In Zukunft kommen medizinische Sensoren möglicherweise ohne den Strom aus der Steckdose aus. Stattdessen zapfen sie Energie allein aus der Wärme des menschlichen Körpers. Per Funksignal senden sie dann die entsprechenden Daten an die zentrale Überwachungsstation.

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen haben mit ihren Kollegen von den Fraunhofer-Instituten für Physikalische Messtechnik IPM und für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM eine Methode entwickelt, um die natürliche Körperwärme zur Energiegewinnung zu nutzen. Grundlage sind thermoelektrische Generatoren, kurz TEG, aus Halbleiterelementen. Die TEGs gewinnen elektrische Energie allein aus der Temperaturdifferenz zwischen heißer und kalter Umgebung. Normalerweise sind Unterschiede von mehreren zehn Grad notwendig, um ausreichend Strom zu erzeugen. Die Unterschiede zwischen der Außentemperatur des Körpers und seiner Umgebung betragen aber nur wenige Grad. “Mit solchen Differenzen lassen sich nur geringe Spannungen erzeugen”, erklärt Peter Spies, Teilprojektleiter am IIS. Etwa 200 Millivolt liefert ein gewöhnlicher TEG. Für die Versorgung von elektronischen Geräten sind jedoch mindestens ein bis zwei Volt erforderlich. Für dieses Problem haben die Ingenieure eine Lösung parat: “Wir haben Schaltungen entwickelt, die mit 200 Millivolt auskommen, indem wir verschiedene Bauteile ganz neu kombiniert haben”, sagt Spies. “So konnten wir ganze elektronische Systeme bauen, die keine interne Batterie benötigen, sondern allein durch Köperwärme ihre Energie gewinnen.” Dieses System verbessern die Wissenschaftler weiter: Es existieren bereits Schaltungen, die bei 50 Millivolt “anschwingen”, wie es in der Fachsprache heißt. Peter Spies glaubt, dass durch weitere Verbesserungen der Schaltsysteme in Zukunft ein Temperaturunterschied von nur 0,5 Grad für die Stromerzeugung ausreichend sein wird.

Die Forscher haben eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten im Visier: “Die Stromerzeugung aus Wärme lässt sich überall dort nutzen, wo eine Temperaturdifferenz auftritt”, sagt Spies. “Sei es am Körper, an Heizungen zur Kalkulation der Heizkosten, zur Überwachung der Kühlkette beim Transport gekühlter Güter oder in Klimaanlagen.”
Quelle: Informationsdienst Wissenschaft (idw)

Wissen Sie, ob man mit Wasser heizen kann? Hier jetzt der unglaubliche Bericht!

Das Öl wird immer teurer, doch warum heizen wir nicht mit Mineralwasser? Unsere Klimaprobleme werden immer dramatischer, doch warum gewinnen wir nicht den Strom aus Mineralwasser? Hiroshima, Tschernobyl und die Verpestung der Umwelt verursachen uns Alpträume, doch warum erzeugen wir nicht ungefährliche, saubere Energie aus Mineralwasser?
Was wie ein Scherz oder ein Märchen klingt, könnte in zehn Jahren Realität werden. 2008 beginnen in Cardarache, Südfrankreich die Arbeiten für ein Kernfusionskraftwerk das zur Energieerzeugung weder Uran noch Plutonium benötigt, sondern ganz einfach Wasser. Zehn Jahre später soll es dann soweit sein. Das internationale Zehn-Milliardenprojekt soll zehnmal soviel Energie liefern wie investiert wird und das völlig ungefährlich und frei von Umweltbelastung.
Wie ist das möglich? Die Forscher und Ingenieure, die an dem Projekt arbeiten, haben sich entschlossen den ersten Schritt des Schöpfungsakts bei der Entstehung der Welt im Kleinen nachzuvollziehen. Sie fusionieren Wasserstoffatome zu ungefährlichem Helium in einer Wundermaschine mit Namen: Internationaler Thermonuklearer Experimentalreaktor, kurz ITER. Dazu wird Wasser auf 150-Millionen-Grad erhitzt, zehnmal soviel Grad wie im Inneren der Sonne herrscht. Bei diesen Temperaturen kommen sich die Wasserstoff-Atomkerne so nahe, dass sie zu dem Edelgas Helium verschmelzen. Im Labor wurde das bereits erfolgreich ausprobiert. Das lässt uns für die Zukunft auf unbegrenzte, saubere Energie hoffen. Schon drei Flaschen Wasser sollen ausreichen, um eine vierköpfige Familie ein ganzes Jahr lang mit Energie zu versorgen. Da kann man nur sagen: Ade Kohle! Tschüss Atomkraft! Leb wohl Öl!

Video: ITER Bilder aus Forschung und Entwicklung
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Weitere Links:
Max-Planck-Institut Projekt ITER
100 Produkte der Zukunft

Wissen Sie ob kalte Fusion unsere Energieprobleme lösen kann? Hier jetzt jetzt das Hintergrundwissen!

Kalte Fusion bezeichnet ein Verfahren, in dem durch Verschmelzen von Atomkernen (Kernfusion) Energie gewonnen wird, ohne die extrem hohen Temperaturen der plasmabasierten Fusionsreaktoren. Ein heute bereits existierendes Gerät der kalten Fusion ist der Farnsworth-Hirsch-Fusor. Dieser war bei seiner Einführung (um das Jahr 1960 herum) das erste Gerät seiner Art. Die Hoffnung, dass man mit diesem Gerät mehr Energie gewinnen könnte, als man reinstecken muss, stellte sich später als falsch heraus. Deshalb wird der Farnsworth-Hirsch-Fusor im Laborbereich nicht als Energiererzeuger, sondern als Neutronenquelle benutzt. Versierten Laien ist es sogar möglich, kleinere Versionen dieses Gerätes selbst zu konstruieren.

Ein Generator, der mit Hilfe kalter Fusion Energie erzeugt, spielt in dem Science-Fiction- und Zeitreiseroman “Professor Allman - Auf der Suche nach der Weltformel” eine Rolle.

Video zum Thema:
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