Smartphone, MP3-Player, Pulsmesser: Eine wachsende Zahl elektronischer Begleiter erleichtert unser Alltagsleben. Doch so nützlich die smarten Helfer auch sein mögen, ihr steter Hunger nach Strom ist ein Problem. Eine mögliche Lösung ist die Stromversorgung mittels körpereigener Bewegungsenergie. Daran arbeiten Forscherinnen und Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Minikraftwerk im Schuh

Ein wichtiges Kriterium ist, dass die Stromerzeugung vom Nutzer keinen zusätzlichen Kraftaufwand fordert. Der Mediziner Christian Pylatiuk vom Institut für Angewandte Informatik (IAI) hat mit seinem Team zwei Systeme auf Basis dieses Anspruches entwickelt. Eine Konstruktion für die Füße nutzt das Körpergewicht beim Gehen. Unter Ferse und Ballen des Läufers ist dabei je ein kleines mit Flüssigkeit gefülltes Kissen angebracht. Beim Auftreten und Abrollen wird Öl durch eine Schlauchverbindung dazwischen hin und her gepumpt und treibt einen Kolben, der wiederum einen Generator antreibt. Das Minielektrizitätswerk ist derzeit in einer mit Sensoren versehenen Fußprothese eingebaut, die Bewegungen des Trägers aktiv unterstützt.

Mit der Zeit gehen

Ein anderer Generator kann wie eine Uhr am Arm getragen werden. Die Schwierigkeit hier: Um einen Generator zu betreiben, müssen die sehr unsteten Armbewegungen in eine gleichmäßige Bewegung umgewandelt werden. Pylatiuk hat dafür auf eine bewährte Technik zurückgegriffen. Im Gegensatz zum Uhrwerk einer Automatikuhr, wo die Energie mittels Schwungmasse, die eine Feder spannt, gespeichert wird, ist hier ein Induktionsmotor aktiv, in dem ein Exzenter einen Magneten in einer Spule vor und zurück bewegt. Jedoch reicht die maximale Leistung von 2,2 Milliwatt noch nicht, um etwa ein Hörgerät zu betreiben oder ein Smartphone aufzuladen. Die KIT-Forscher rechnen aber mit verbesserten Ergebnissen bis Ende des Jahres.

Expo 2017

Beide Geräte sind derzeit im „Kinetic Lab“ des Museums für Energie der Zukunft auf der Weltausstellung Expo 2017 zu sehen, die noch bis zum 10. September in der kasachischen Hauptstadt Astana stattfindet. Neben dem KIT sind dort auch Firmen wie Samsung, Siemens und BMW vertreten. Die diejährige Weltausstellung widmet sich ganz dme Thema Energie der Zukunft. Das Tehmenfeld erstreckt sich über Erneuerbare Energien, Klimaerwärmung und weltweite Energieversorgung.