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Strom aus Wärme


Wir haben dieses Jahr einen unglaublich warmen und heißen Sommer. Nicht nur dass wir dabei kräftig schwitzen und für jede Abkühlung dankbar sind, nein, man stelle sich mal vor, wie viel Energie in Form von Wärme an solch heißen Sommertagen eigentlich herumschwirrt? Ist es nicht vielleicht möglich diese Energie in Strom umzuwandeln? Vielleicht sogar unsere eigene Körperwärme in Elektrizität zu transformieren?

Definition von Thermoelektrizität

 

Tatsächlich gibt es genau sowas! Forscher und Forscherinnen auf der ganzen Welt erkunden diese Möglichkeit der Stromgewinnung und versuchen das noch unangetastete Potenzial für erneuerbaren Strom zu erkunden. Der Vorgang, der dabei zu tragen kommt, heißt „Thermoelektrizität“. Das ist laut Wikipedia eine „gegenseitige Beeinflussung von Temperatur und Elektrizität und ihre Umsetzung ineinander.“ Dabei spielen auf physikalischer Ebene der Seebeck-Effekt, der Peltier-Effekt und der Thomson-Effekt eine entscheidende Rolle.

Es ist also sehr wohl möglich aus Wärme wieder elektrischen Strom zu gewinnen. Aber wofür soll das gut sein?


Anwendungsmöglichkeiten in Kleidung

 

Forscherinnen und Forscher aus North Carolina in den USA haben bereits eine interessante Idee. Sie entwickelten das sogenannte „Power Felt“. Dabei webten sie dünne Kohlenstoffnanoröhrchen in ein T-Shirt aus Kunststofffasern ein. Diese Kohlenstoffnanoröhrchen haben das Potenzial aus Körperwärme Strom zu erzeugen. Allein aus der Temperaturdifferenz zwischen der Außenluft und der Abwärme des menschlichen Körpers lässt sich genug Strom produzieren, um etwa klitzekleine Sensoren in der Kleidung zu versorgen. Tatsächlich geht dieser Trend zur sogenannten „Smart Wear“, also intelligenter Kleidung, auch genau dahin. Sensoren könnten etwa im T-Shirt permanent unseren Herzschlag, unser Stresslevel oder andere Parameter überwachen, ohne dass wir uns große Manschetten oder ähnliches umschnallen müssten.

 

Wo noch?

 

Doch auch außerhalb dessen gibt es noch etliche Ideen und Anwendungsfelder. Wir verschwenden überall kostbare Wärmeenergie, nicht nur in Dachgeschosswohnungen im Sommer!

Neben der Abwärme des Körpers, kann auch die unserer Autos, unserer Technik und prinzipiell auch die des Asphalts auf unseren Straßen genutzt werden. Diese heizen sich im Hochsommer bekanntlich äußerst gerne auf.

So könnte man in Autositzen feine Drähte einarbeiten, die aus der Körperwärme des Fahrers wieder Strom erzeugen, um damit etwa die Reichweite von Elektrofahrzeugen ein klein wenig zu erhöhen. Heizungsrohre müssen isoliert sein und genau hier verbirgt sich noch ein Ansatz: In diesen Isolierungen könnten auch wieder Sensoren zur Stromgewinnung integriert sein.

Und gerade in der Industrie fällt eine hohe Menge an Abwärme an. Könnten wir diese wieder zu Strom rückgewinnen, würden etliche Fabriken ihre Effizienz weiter steigern und hätten somit vielleicht auch die Möglichkeit noch schneller klimaneutral zu produzieren.

 

Neuigkeiten aus Japan

 

Erst Anfang 2018 gab es diesbezüglich eine weitere Erfolgsmeldung. Wissenschaftler aus Japan haben eine neuartige Thermozelle konzipiert, die neue Möglichkeiten eröffnet. Andere Thermozellen arbeiten häufig mit Flüssigkeiten, die den Energieaustauschprozess vollziehen. Nur sind solche Zellen zumeist wenig praktikabel und kaum handlich. Weiter arbeiten diese häufig auch erst bei sehr hohen Temperaturunterschieden und nicht etwa bei Zimmertemperatur. Sie schafften es aber einen neuen Zelltypus zu entwickeln, auf dem zwei Schichten festen Materials aufeinander liegen und die in der Interaktion, angeregt durch Wärme, Strom erzeugen. Dabei entzieht die Zelle der Umgebung Wärme und wandelt sie intern in Strom um. Momentan ist dieser neue Typ Thermozelle aber leider noch ineffizient und reicht kaum aus, um einen Rauchmelder zu versorgen. Aber es wird bereits an zahlreichen Optimierungen geforscht und schon in ein paar Jahren werden erste Erfolge erwartet.

 

Es dürfte also nicht mehr lange dauern, bis wir mit der Hand am Kaffeebecher am Morgen nebenbei unser Smartphone laden können, oder aber während wir es uns im Bett gemütlich machen, draußen die Gartenleuchten mit unserer Körperwärme mit Strom versorgen. Eine Technik, die zahlreiche neue Möglichkeiten eröffnen kann!

 


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