Energy Harvesting: Wie Strom im menschlichen Körper erzeugt werden kann
Forschende wollen den menschlichen Körper als Kraftwerk nutzen und mit dem Strom nicht nur Handys oder Smart Watches laden, sondern auch die Gesundheit fördern.
- Susanne Donner
Der menschliche Körper ist verschwenderisch mit seiner Energie. Ununterbrochen strahlt er Wärme in die Umgebung ab. Mit einer Leistung von einem Watt pumpt das Herz das Blut durch die Adern. Und auch das noch: Bei jedem Schritt lastet das 2,5-Fache unseres Gewichts auf den Hüften – und lässt diese allmählich verschleißen. "Es sind enorme Energien, die unser Körper freisetzt", sagt Daniel Klüß, Spezialist am Forschungslabor für Biomechanik und Implantattechnologie der Universität Rostock.
Forschende wie er denken schon lange über Möglichkeiten nach, diese überschüssigen Kräfte in Strom umzuwandeln. "Energy Harvesting" heißt die Technologie: die Energieerzeugung im menschlichen Körper. In künstlichen Knien und Hüften könnte sie beispielsweise für Elektronik genutzt werden, die detektiert, ob Menschen Treppen steigen, gehen oder laufen, und dem Verschleiß der Ersatzgelenke etwa durch Ansteuerung eingebauter Vibratoren gezielt vorbeugt. Herz- und Hirnschrittmacher bräuchten keine Batteriewechsel mehr. Den Patienten blieben belastende Operationen erspart.
Klüß fing klein an und baute erst einmal einen erbsengroßen Piezowandler in ein Hüftimplantat ein. Sobald piezoelektrische Materialien, beispielsweise Quarz, verformt werden, bauen sie eine elektrische Spannung auf. "Wir mussten Hohlräume in das Hüftimplantat fräsen, damit wir dort die Elektronik für die Energieernte unterbringen konnten", erklärt der Ingenieur. Die Integration in das Implantat sei anspruchsvoll, denn das Hüftimplantat müsse stabil sein und zehn bis fünfzehn Jahre arbeiten. Etwa so lange wie ein Windrad soll es Strom produzieren – erneuerbar, auf Schritt und Tritt.
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