Forscher des Fraunhofer-Institutes für Photonische Mikrosysteme (IPMS) in Dresden haben einen Energiewandler entwickelt, der kinetischen Energie menschlicher Bewegungen in elektrische Energie umwandelt. Beim Joggen können so beispielsweise Wearable Electronics, tragbare elektronische Geräte, mit Energie versorgt werden.
Der Energiewandler ist auf Grundlage elektroaktiver Polymere klein genug sind, um in den Sohlen von Schuhen Platz zu finden. Auf der Embedded World 2016 stellten die Experten die Technologie erstmalig der breiten Fachöffentlichkeit vor. Die Kombination aus Energiegewinnung und portabler am Körper getragener Elektronik bildet ein autarkes System, welches zum Beispiel in Fitnessgadgets zum Tracken von Temperatur, Geschwindigkeit und Positionsdaten Anwendung findet. Haben Energiewandler ihren Weg aus den Forschungslaboren bereits in erste Anwendung gefunden, ist die Herausforderung dieser Tage, die Steigerung deren Effizienz um immer anspruchsvollerer Elektroniken mit ausreichend Energie zu versorgen.
Einfache Einbettung in Schuhsohlen
"Die entwickelte Komponente, welche mechanische in elektrische Energie wandelt, nutzen die Eigenschaften dünner dielektrischer Polymerfilme mit besonders hohen Permittivitäten. Im Vergleich zu piezoelektrischen Lösungen arbeitet dieses Konzept in einem nichtresonanten Modus und wandelt daher mechanische Energie auch bei niedrigen Frequenzen effizient um. Weiterhin ermöglicht die kleine und flexible Bauform zum Beispiel eine einfache Einbettung in Schuhsohlen", erklärt Dr. Florenta Costache, Projektleiterin am Fraunhofer IPMS.
Der erste vom Fraunhofer IPMS entwickelte Demonstrator zeigt die Leistungsfähigkeit der entwickelten Energiewandler. Eingebettet in einem Schuh produziert der Energiewandler unter der Druckbelastung eines Läufers mehrere µW pro Sekunde. Der Wandlerschaltkreis ist hierbei auf die Versorgung eines Datentransmitters abgestimmt, so dass gespeist durch die Bewegung eines Läufers, Telegramme drahtlos im Sekundentakt übermittelt werden können. Ebenso wie zur Versorgung eines Transmitters kann der Energiewandler auf die Versorgung einer Vielzahl anwendungsspezifischer Elektroniken angepasst werden.
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