Yongin/Freiburg - Menschen, die gerne und viel telefonieren, könnten mit ihrem Getratsche eines Tages den Akku ihres Handys laden. Das glauben zumindest koreanische Forscher. In der Zeitschrift "Advanced Materials" liefern sie einen Nachweis dafür, dass man mit Nanodrähten aus Zinkoxid unter Schalleinwirkung Strom erzeugen kann. Bis derartige piezoelektrische Nanogeneratoren jedoch praxistaugliche Stromstärken erreichen, dürfte es allerdings noch länger dauern.

Strom aus dem Schall gewinnen

In ihrem Versuch beschallten die Forscher die zwischen zwei Elektroden platzierten Nanodrähte mit einer Lautstärke von 100 Dezibel. Das entspricht in etwa dem Schallpegel einer Disko, was also deutlich lauter ist als die 60 bis 70 Dezibel einer normalen Unterhaltung. Ihr Generator lieferte eine elektrische Spannung von 50 Millivolt. Zwar sind zum Laden von Handys mehrere Volt erforderlich, die Wissenschaftler sehen den Effekt jedoch als Beweis für die grundsätzliche Funktionstauglichkeit des Systems und hoffen auf künftig bessere Effizienz.

Weit skeptischer bewertet Peter Woias vom Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg http://www.micro-energy-harvesting.de gegenüber pressetext das Ergebnis. "Piezoelektrische Generatoren im Nanobereich, die auf Schall setzen, erscheinen aufgrund ihres geringen Outputs derzeit kaum sinnvoll. Speziell Handys werden im Alltag eher in der Tasche verstaut und kommen daher nicht mit den erforderlichen Lärmquellen in Kontakt." Weit zielführender für die Piezoelektrik im Handy sei die Nutzung von Bewegungsenergie mit Generatoren im Mikro- bis Mesomaßstab, die etwa bei Nokia bereits untersucht wird.

Erste Anwendung in Sensoren

Die Zukunft speziell der Schallnutzung in der Piezoelektrik liegt für Woias im Mikrobereich. "Entsprechende Generatoren haben Außenmaße von einigen Zentimetern, wobei die Piezoschichten nur einige hundert Mikrometer dick sind. Hier erreichen wir bereits heute 100 Mikrowatt bis zu einem Milliwatt Leistung bei einer Spannung von mehreren Volt, wenn wir beispielsweise die Vibrationen an Eisenbahngleisen, in Fahrzeugreifen, an Fahrzeugmotoren oder an elektrischen Geräten ernten“, so der Experte.

Zum Einsatz könnte das bald in energieautarken Sensormodulen kommen, die etwa die Temperatur eines Automotors, den Druck eines Reifens oder die Temperatur eines Elektromotors messen und drahtlos weitersenden. Ein entsprechendes Demonstrationssystem haben die Freiburger Forscher unlängst aufgebaut.

Abstract zur Studie unter http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201001169/abstract