Körperwärme oder Solarzellen bei geringer Beleuchtung können Batterien ersetzen

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS) entwickelten einen weltweit einzigartigen Spannungswandler, der mit minimalen Eingangsspannungen ab 20 Millivolt (mV) arbeiten kann. Kleinste aus der Umwelt gewonnene Energien betreiben damit elektrische Kleinstverbraucher. Einen mp3-Player, der nie mehr an die Steckdose muss? Der Jogger, der sich Puls- und Atemfrequenz beim Sport einfach auf einem Armband anzeigen lässt? Beides ist keine Zukunftsmusik, sondern gegenwärtiger Stand der Fraunhofer-Forschung. Den benötigten Strom gewinnen diese Geräte zum Beispiel aus der menschlichen Körperwärme. Bei 2° C Temperaturunterschied wie beispielsweise zwischen menschlicher Haut und Raumklima liefert ein zwei Mal zwei Zentimeter großer Thermogenerator zusammen mit dem neuen Spannungswandler „IC“ bis zu 4 Milliwatt. Weitere ausreichende Energiequellen für den IC wären Solarzellen (Photovoltaik) bei geringer Beleuchtung oder Brennstoffzellen.
Wird die so gewonnene Energie über längere Zeit gesammelt und in einer Batterie gespeichert, können damit auch größere Energieverbraucher wie mp3-Player oder PDA betrieben werden, so das Fraunhofer IIS in einer Pressemitteilung.
Der lediglich 1,5 mm x 1,5 mm große IC versorgt kommerzielle Elektronik wie Sensoren, drahtlose Funk-Sendeempfänger und Displays mit Spannungen von z. B. 3,3 Volt. Der Wirkungsgrad liegt dabei laut IIS je nach Last und Eingangsspannung bei 30 bis zu 80 Prozent. Dies sei weltweit die erste Lösung, die mit nur 20 Millivolt Versorgungsspannung auskommt. Solch kleine und entsprechend günstig herzustellende Spannungswandler seien in vielen Anwendungsgebieten von großem Vorteil, wie in der Medizintechnik, bei Gebäude-, Kraftfahrzeug- und Automatisierungstechnik und in der Logistik.
Der Spannungswandler entstand innerhalb des Fraunhofer-Projekts „Thermoelektrische Nanokomposite „. Dieses zielt ab auf die Entwicklung von Thermogeneratoren speziell zur dezentralen Energieerzeugung für autarke Sensor-/Aktor-Netzwerke. Hierzu werden Lösungsansätze zur Herstellung von hoch effizienten polykristallinen thermoelektrischen Materialien und Bauelementen realisiert, sowie die für den Einsatz als Thermogenerator notwendigen hoch integrierten elektronischen Schaltungen entwickelt.
Weitere Informationen unter http://www.iis.fraunhofer.de

22.02.2009 | Quelle: Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH