Strom aus Bewegung: Forscher verbessern Nanogeneratoren

Der triboelektrische Effekt, eine spezielle Form der Reibungselektrizität, erlaubt es, kleinste mechanische Bewegungen in elektrischen Strom umzuwandeln. Bisher war es zwar möglich, relativ hohe Spannungen zu erzeugen, aber nur bei minimalen Stromstärken. Dieses Manko haben Forscher der University of Alberta jetzt beseitigt, wie phys.org berichtet. Ihnen ist es gelungen, nützlichen Gleichstrom zu gewinnen, wo bisher nur geringe Wechselströme erreichbar waren. Wie so oft in der Wissenschaft begann die Entdeckung mit einem Fehler.

Zufallstreffer

Ein Doktoratsstudent vergaß, die Probe für ein Rasterkraftmikroskop unter Strom zu setzen. Trotzdem stellte er Stromfluss fest. Zusammen mit seinem Betreuer ging der Student der Sache auf den Grund und entdeckte dabei, dass durch die Bewegung der ultrafeinen Nadel, mit der Proben in solchen Mikroskopen abgetastet werden, Gleichstrom messbar wurde. Das Prinzip dahinter ist dasselbe wie bei statischer Aufladung, etwa durch Reiben einer passenden Oberfläche.

Die mechanische Bewegung der Nadel wird so in elektrischen Strom umgewandelt. Statt einer plötzlichen Entladung entstand im Mikroskop aber ein anhaltender Wechselstrom. Damit haben die Forscher ein Problem gelöst, das ähnliche Nanogeneratoren plagt. Auf dieser Basis sollten sich Geräte entwickeln lassen, die kleinste Vibrationen und Bewegungen, wie sie in Motoren, durch einen Herzschlag oder im Straßenverkehr entstehen, in nutzbare elektrische Energie verwandeln. So könnten sich etwa Sensoren oder kleine Wearables mit Strom versorgen lassen.