Huckepack-Kraftwerk

Mit einem auf den Rücken geschnallten mechanisch angetriebenen Generator kann man während des Gehens bis zu 7,4 Watt elektrische Leistung erzeugen. Das haben der Biologe Lawrence C. Rome und seine Kollegen jetzt in einem Aufsatz für das Wissenschaftsmagazin Science beschrieben. Allein durch die Gehbewegung lässt sich mit Hilfe dieses Apparats rund 300 mal mehr elektrische Energie gewinnen, als bei bisherigen Experimenten mit piezoelektrischen Elementen in Schuhen.

Wissenschaftler wie der wearable-Computing-Pionier Thad Starner waren bereits in den 80er-Jahren auf die Idee gekommen, den Energiehunger ihrer permanenten elektronischen Begleiter mit Hilfe der menschlichen Bewegung zu stillen -- denn Batterien und Akkumulatoren sind trotz technischer Fortschritte noch immer zu schwer und speichern zu wenig Energie. Eine der naheliegendsten Ideen war nun, dem menschlichen Gang quasi parasitär ein wenig Energie zu entziehen und sie beispielweise mit Hilfe von Piezo-Elementen in elektrische Energie zu wandeln. In Schuhen ist allerdings der mechanische Hub sehr klein -- er lässt sich nicht beliebig vergrößern, ohne das Gehen in diesen Schuhen schwierig und gefährlich zu machen.

Rome und Kollegen kamen nun auf die Idee, ein Gewicht in einen Rahmen zu packen, der auf den Rücken geschnallt wird. Während der Träger des Apparats geht, wippt dieses Gewicht mit Hife von Federn auf und ab; eine daran befestigte Zahnstange treibt einen kleinen tragbaren Generator an. Um die in dem Aufsatz ausgewiesene Leistung zu generieren, muss man allerdings kräftig schleppen: Das Gewicht beträgt bis zu 38 Kilogramm. Das faszinierende an diesem Gerät ist allerdings, dass die von dem jeweiligen Menschen in seinem Körper umgesetzte Energie weniger stark zunimmt, als die abgezweigte elektrische Energie. Die Effizienz der Energieerzeugung steigt damit auf rund 63 Prozent, verglichen mit rund 25 Prozent bei reiner Muskelarbeit um beispielsweise einen Generator anzutreiben. (wst)