Strom aus Körperwärme

Ein tragbarer thermoelektrischer Generator wandelt Körperwärme in elektrischen Strom um. Ein Gerät in Armband-Größe genüge, um Uhren oder Fitness-Tracker mit Strom zu versorgen, berichtet ein Forscher­team um Jianliang Xiao von der University of Colorado in Boulder (Colorado, USA). Auch am Bein oder am Finger könnten solche Generatoren getragen werden.

Thermoelektrischer Generator, getragen als Ring (Foto: Xiao Lab)

Während Batterien irgendwann ersetzt oder aufgeladen werden müssen, können Thermo-Generatoren, so Xiao, konstante Leistung liefern. Sie nutzen Temperaturunterschiede, um elektrische Spannung zu erzeugen. Der Unterschied zwischen der menschlichen Haut und der Umgebungsluft reicht bereits für eine kleine Spannung aus.

Die Forscher kombinierten starre thermoelektrische Chips mit einem flexiblen Untergrund, dem biegsamen und dehnbaren Kunststoff Polyimin. Elektrische Kontakte aus einer flüssigen Metall-Legierung aus Gallium und Indium leiten den Strom dann zu einem Verbraucher. „Unser Design macht das gesamte System dehnbar, ohne das thermo­elektrische Material stark zu belasten, was sehr spröde sein kann“, so Xiao.

Das Substrat aus flexiblem Kunststoff und Flüssigmetall hat selbst­heilende Eigenschaften: Schiebt man Teile an einer gerissenen Stelle zusammen, verbinden sich die Kunststoffketten und metallischen Kontakte innerhalb einer Viertelstunde wieder. Zudem können einzelne Einheiten nahtlos zu einer größeren Fläche, etwa einem Armband, kombiniert werden. Weil sich das Gerät unter Sonnenlicht stark aufheizt, wird es mit einem Glas-Polymer-Hybrid-Material abgedeckt, das Sonnenlicht reflektiert – alles Materialien, die bereits hergestellt werden. In fünf bis zehn Jahren, schätzen die Forscher, könnten ihre Geräte auf den Markt kommen.