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Donnerstag, 30.06.2016
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Körperwärme ersetzt Batterie

Neuartiger Spannungswandler nutzt Umgebung als Energiequelle

Ein Akku, der sich allein durch die Körperwärme oder Bewegung auflädt? Das klingt fast zu schön um war zu sein. Doch Ingenieure der Fraunhofer Gesellschaft haben nun tatsächlich einen neuartigen Spannungswandler entwickelt, der kleinste Energiemengen aus der Umwelt gewinnt und damit elektrische Kleinstverbraucher betreiben kann.
So winzig ist der weltweit einzigartige Spannungswandler, der mit minimalen Eingangsspannungen ab 20 Millivolt arbeiten kann.

So winzig ist der weltweit einzigartige Spannungswandler, der mit minimalen Eingangsspannungen ab 20 Millivolt arbeiten kann.

Ein 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 ganz ohne Batterien oder Akkus? Das ist keine Zukunftsmusik, sondern gegenwärtiger Stand der Fraunhofer-Forschung. Den benötigten Strom gewinnen diese Geräte zum Beispiel aus der menschlichen Körperwärme.

Der am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS entwickelte Spannungswandler kann schon mit minimalen Eingangsspannungen ab 20 Millivolt arbeiten. Diese liefert schon ein zwei mal zwei Zentimeter kleiner Thermogenerator bei 2° C Temperaturunterschied, wie beispielsweise zwischen menschlicher Haut und Raumklima. Weitere ausreichende Energiequellen für das neue Gerät wären Solarzellen 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. Der lediglich 1,5 mm x 1,5 Millimeter große Spannungswandler versorgt kommerzielle Elektronik wie Sensoren, drahtlose Funk-Sendeempfänger und Displays mit Spannungen von bis zu 3,3 Volt. Der Wirkungsgrad liegt dabei je nach Last und Eingangsspannung bei 30 bis zu 80 Prozent.


Dies ist weltweit die erste Lösung, die mit nur 20 Millivolt Versorgungsspannung auskommt. Solch kleine und entsprechend günstig herzustellende Spannungswandler sind in vielen Anwendungsgebieten von großem Vorteil, wie in der Medizintechnik, bei Gebäude-, Kraftfahrzeug- und Automatisierungstechnik und in der Logistik.
(Fraunhofer Gesellschaft, 09.02.2009 - NPO)