Strom erzeugen mit einfachen Alltagsmaterialien, die einige sicher in der Schublade oder dem Werkzeugkoffer haben werden – das ist Forschern der University of Alabama in Huntsville (UAH) jetzt gelungen.
Teng: Neuer Triboelektrischer Nanogenerator
Dazu entwickelte das Team um Moon-Hyung Jang das erstmals 2012 entwickelte Konzept des triboelektrischen Nanogenerators (Teng) weiter. Diese Teng waren bisher kompliziert aufgebaut und aufwändig herzustellen, wie scinexx.de berichtet.
Ziel der US-Forscher war es daher, einen solchen Nanogenerator aus einfachen und leicht verfügbaren Komponenten zu entwickeln – und dabei eine ähnlich hohe Leistung zu erzielen.
Klebeband und Alu-beschichtete PET-Folie
Das ist dem Team der University of Alabama gelungen. Denn ihr triboelektrischer Nanogenerator funktioniert mit doppelseitigem Klebeband und einer Alu-beschichteten PET-Folie. Auch die Herstellung ist nicht kompliziert.
Stattdessen müsse das Klebeband lediglich auf eine Aluminiumunterlage geklebt. Darüber legt man die beschichtete Plastikfolie. Unter Druck, etwa durch Zusammendrücken, wird die Ladung an den Grenzen der beiden Schichten verschoben.
Druck führt zu positiven und negativen Ladungen
In dem Klebeband sammeln sich positive, in der Folie negative Ladungen. Lässt der Druck wieder nach, führen diese Unterschiede bei der Ladung zu einer Entladung. Die einströmende Luft sorgt für eine Verlagerung der Elektronen.
Die freiwerdenden Elektronen fließen in Richtung der Aluminiumschicht ab. Trennt man die Schichten, ist eine positive Spannung messbar, wie die Forscher erklären.
Mehr Leistung als frühere Minigeneratoren
Demnach habe der Nanogenerator eine Leistung von 21 Milliwatt erzeugt, bei einer Leistungsdichte von knapp 170 Watt pro Quadratmeter. Das sei um fast die Hälfte mehr als bei früheren Teng-Generationen.
Im Test reichte eine Klebebandfläche von 38 mal 25 Millimetern aus, um 476 LEDs gleichzeitig mit Strom zu versorgen. Die erzeugte Energie habe auch für den Betrieb einer Laserdiode ausgereicht.
Laut den Forschern ist die Konstruktion auch noch ziemlich haltbar. Nach 40.000 Zyklen hatte die Leistung der Nanogeneratoren nur leicht abgenommen.
Teng könnten Sensoren und LED versorgen
Mögliche Blackout-Probleme können die tribolektrischen Nanogeneratoren freilich nicht lösen. Den Forschern zufolge könnten dadurch aber Sensoren, LED oder andere Kleinelektronik mit Strom versorgt werden.
Ihre Forschungsergebnisse haben die Forscher im Fachmagazin American Chemical Society veröffentlicht.
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