Werden Pflanzen in Wind und Regen bald zu Stromerzeugern? (Foto: Jaromir Chalabala/Shutterstock)
Mithilfe triboelektrischer Nanogeneratoren (Teng) sollen Photovoltaikanlagen künftig auch bei Regen zuverlässig Strom liefern können. Auf Solarpanels aufgebrachte transparente Teng-Schichten sollen je nach Stärke des Regens bis zu einem Drittel der Leistung von Solarzellen erreichen können.
Mehrere Quellen zur Stromerzeugung
Das Ausnutzen verschiedener Energiequellen, um etwa auch bei Windflaute oder Regenwetter Strom erzeugen zu können, gilt als wichtig für eine erfolgreiche Energiewende. Auf die Idee mehrerer Quellen und den Einsatz der Teng-Technologie setzt auch ein internationales Forschungsteam, das eine stromerzeugende künstliche Pflanze entwickelt hat.
Konkret sollen blätterähnliche Generatoren Strom erzeugen, wenn sie von Regentropfen getroffen werden und/oder Wind weht. Das Team um Ravinder Dahiya von der Northeastern University im US-Bundesstaat Massachusetts setzt auf einen Teng, um die kinetische Energie des Windes zu nutzen.
Generatorenmix: Kombination aus Teng und Deg
Ein zusätzlicher Deg (Droplet-based Electricity Generator) soll Energie erzeugen, wenn Wassertropfen auf das künstliche Blatt treffen.
Der Teng besteht aus einer Schicht aus Nylon-Nanofasern, die sich zwischen Teflon-Schichten und Kupferelektroden befindet. Werden die Schichten aufeinandergepresst, werden statische Ladungen erzeugt, die in Elektrizität umgewandelt werden.
Künstliche Pflanze mit blattähnlichen Generatoren. (Foto: ACS Sustainable Chemistry & Engineering)
Auf Teflon setzen die Forscher:innen auch bei dem Deg. Dieser ist wasserdicht und mit einem leitfähigen Stoff überzogen, der als Elektrode dient, wie es in einer Mitteilung heißt.
Treffen Regentropfen auf eine der Elektroden, entsteht ein Ladungsungleichgewicht. Dadurch wird eine geringe Menge Strom erzeigt.
Spannung nur über kurze Zeiträume
In den Tests erreichte der Teng eine elektrische Stromspannung von 252 Volt, der Deg 113 Volt – unter optimalen Bedingungen. Diese Spannung hielten sie allerdings nur über kurze Zeiträume hinweg.
Immerhin soll die Kombination der beiden Stromerzeuger aber ausgereicht haben, um zehn LED-Lichter zum Leuchten zu bringen. Dazu wurde der Deg auf den Teng montiert und die blattförmige Konstruktion in eine künstliche Pflanze integriert.
Power-Plant bald in größeren Maßstäben?
Die Forscher:innen hoffen, dass sie ihre Power-Plant bald in größeren Maßstäben bauen können. Diese größeren und/oder verbundenen Systeme sollen dann einen Beitrag zur Herstellung von sauberer Energie aus natürlichen Quellen leisten. Wann eine markttaugliche Lösung vorliegen soll, haben die Forscher:innen allerdings nicht gesagt.
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