Patent des Monats April

06.04.2016
 

Patent des Monats April

Regen

Strom aus Regentropfen
Der April macht mit dem Wetter bekanntlich was er will. Wie gut, dass es nun eine Entwicklung auf dem Sektor der erneuerbaren Energien gibt, mit der man bei jedem Wetter – Sonne, Wind oder Regen – Strom erzeugen kann. Das Patent US020160040648A1 für dieses „Allwetter-Kraftwerk“ einer amerikanischen Forschergruppe ist brandaktuell und ist im Februar 2016 unter dem Titel „System for Harvesting Water Wave Energy“ veröffentlicht worden!

Der Ministromgenerator ist sandwichartig aus hydrophoben Kunststoff- und Nylonschichten aufgebaut, deren Ober- und Unterseiten jeweils unterschiedliche triboelektrische Eigenschaften aufweisen. Die Stromerzeugung aus fallenden Regentropfen erfolgt über statische Aufladung der Materialien. Auftreffende Regentropfen rollen an der stark wasserabweisenden Oberseite ab. Der dabei auftretende elektrostatische Reibungseffekt induziert einen Stromfluss. So wird durch Reibungselektrizität mechanische in elektrische Energie umgewandelt. Wird die obere Kunststoffschicht durch den Aufprall der Regentropfen und durch Windbewegungen auf die darunterliegenden Folien gedrückt, verstärkt der zusätzliche Kontakteffekt an den modifizierten Materialoberflächen das Phänomen.

Der renommierte Erfinder des Ministromgenerators, Dr. Zhong Lin Wang vom Georgia Institute of Technology, ist einer der meistzitierten Autoren im Bereich Nanotechnologie. Eine praktische Anwendung seiner Erfindung entstand in Zusammenarbeit mit der Shanghai University of Electric Power.

Der im Patent beschriebene Schichtaufbau wurde um ein Solarmodul erweitert, um bei gutem Wetter auch Sonnenenergie zu verwerten! Im Prototyp wurde zusätzlich eine Silicium-Solarzelle mit nanostrukturierter Oberfläche unter die transparenten Kunststoffe hinzugefügt. Das so entstandene Hybridmodul kann zugleich aus Sonne, Wind und Regen elektrischen Strom erzeugen und flexibel auf die jeweilige Wetterlage reagieren. In Praxistests konnten die Prototypen Akkus bei jeder Witterung aufladen. Fertig ist das „Allwetter-Kraftwerk“, das in Zukunft z.B. für eine autarke Stromversorgung von Wanderern und Campern zum Einsatz kommen könnte.

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