Ob Handy, Armbanduhr oder Pulssensor – Tragbare Geräte müssen ohne Netzanschluss zuverlässig mit Strom versorgt werden. Eine Alternative zur aufladbaren Batterie haben nun deutsche Wissenschaftler entwickelt: Ein so genannter Thermogenerator nutzt den Temperaturunterschied zwischen Hautoberfläche und Kleidung aus, um Strom zu erzeugen. Ein erster Prototyp liefert rund ein Mikrowatt pro Quadratzentimeter Kontaktfläche.
Bei einem Temperaturunterschied von fünf Grad kann der Prototyp genug Energie für eine Armbanduhr liefern, sagt Werner Weber, Entwicklungsleiter bei dem Chiphersteller Infineon in München. Der kleine Generator besteht aus einem speziellen Silizium-Chip. “Fühlt” dieser Chip auf der Vorderseite eine höhere Temperatur als auf der Rückseite, werden Elektronen in dem Halbleitermaterial in Bewegung gesetzt. Die Folge: Es fließt ein kleiner, aber nutzbarer Strom.
Einen großen Vorteil gegenüber anderen bekannten “Wärme-Strom-Wandlern” sehen die Münchener Forscher in dem verwendeten Material. Silizium sei viel günstiger und weniger riskant als die sonst häufig eingesetzten giftigen Metalle. Mit je einem Mikrowatt und fünf Volt pro Quadratzentimeter reicht die Leistung allerdings nicht für komplexe Anwendungen wie Handy oder Taschencomputer aus. Doch neben Uhren könnten auch medizinische Sensoren wie Pulsmesser ohne jeden Batterie-Wechsel betrieben werden.
Ein großer Markt für solche alternativen Stromquellen könnte nach Meinung von Experten in so genannten “Wearables” liegen. Schon heute werden Handy und Computer in die Kleidung integriert, doch zeigt sich, dass die langfristige Stromversorgung die Entwickler noch lange herausfordern wird. Neben diesem Thermogenerator arbeiten daher Wissenschaftler der Universität Stuttgart schon an Strom liefernden Fasern, die elegant in ein T-Shirt eingewoben werden können.
Jan Oliver Löfken
