Mittwoch 19.05.10

Schon gewusst, wie Handauflegen Strom erzeugt?

Dass Hände wärmen und beruhigen können, ist seit jeher bekannt. Sogar heilende Kräfte schreibt man dem Handauflegen zu. Vorausgesetzt, man hat nicht gerade einen eiskalten Schneeball geformt, können sie noch mehr. Es genügt, mit der Hand bestimmte Materialien zu berühren – und schon erzeugt man elektrischen Strom. Der Grund dafür: das Temperaturgefälle zwischen Handfläche und Umgebung.

Menschen wandeln fast ständig Energie um: Sie laufen, gestikulieren, bewegen sich schlichtweg und verbrauchen damit kinetische Energie; zugleich geben sie aber auch wieder welche ab – und zwar als Körperwärme (thermische Energie). In der Regel verpufft sie einfach in die Luft. Aber es gibt Möglichkeiten, diese Abwärme mit bestimmten Werkstoffen in nutzbare Energieformen umzuwandeln, zum Beispiel in elektrischen Strom.

Dafür reicht versuchsweise ein thermoelektrischer Generator (TEG), den man mit einem kleinen Motor verbindet: Legt man eine Hand auf eine Generatorfläche, dann wandelt sich die übertragene Körperwärme in elektrische Energie, die beispielsweise einen Propeller in Bewegung versetzt oder LEDs zum Leuchten bringt.

Die beschriebene Umwandlung von Wärme in elektrischen Strom beruht auf dem so genannten Seebeck-Effekt. Er besagt, dass Elektronen unter Wärme beweglicher werden. Wenn ein Ende eines Metalls warm, das andere kalt ist, entsteht eine unterschiedliche Elektronenkonzentration – je größer das Temperaturgefälle, desto effizienter die Stromproduktion. Durch dieses Prinzip kann man ebenso gut die Abwärme aus dem Auspuff eines Autos dazu nutzen, die elektrischen Elemente des Fahrzeugs mit Strom zu speisen. Oder man könnte zur Stromgewinnung all die Wärme „einfangen“, die jeden Winter aus den Fenstern geheizter Wohnungen entweicht.

Ein Problem dabei ist allerdings noch: Materialien, die Strom gut leiten, leiten in der Regel auch Wärme gut. Und das untergräbt natürlich eine effiziente Stromproduktion, da der notwendige Temperaturunterschied rasch wieder ausgeglichen wird. Eine kostengünstige Lösung, die am Center for Nanointegration Duisburg-Essen erforscht wird, liegt im Einsatz von nanostrukturiertem Silizium. Es ist nicht giftig wie andere thermoelektrische Materialien und hat weniger Wärmeverluste. (mba)



Wie dies im Einzelnen funktioniert, zeigt auch ein Exponat auf dem Energieschiff, das von Mai bis Oktober 2010 mit einer interaktiven Ausstellung an Bord in 34 Städten Station macht.

 
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