T-Shirts als energetische Kraftwerke
Forscher entwickeln neue Piezofasern für textile Anwendungen
27. Oktober 2014

Am Georgia Institute of Technology in Atlanta ist es dem Forscher Zhong Lin Wang zusammen mit Jong Min Kim von Samsung Electronics Südkorea gelungen, allein durch die mechanische Bewegung einer piezoelektrischen Faser Strom zu erzeugen. Das entwickelte Material ist ein Mix aus Zinkoxid-Nanodrähten und Kunststoff-Fasern und so dünn und flexibel, dass daraus Garn gesponnen werden kann.
Mit Kevlar-Fasern umwickelt
Die Zinkoxid-Nanodrähte dienen hierbei als Elektroden und liegen auf Kunststoff- und Kevlar-Fasern. Die Kunstofffasern werden von den Kevlar-Fasern umwickelt und in einem Gel-Elektrolyten eingebettet. Dieser erhält die Speicherkapazität des Fadens, und verhindert im aufgeladenen Zustand, dass die Elektronen zwischen Anode und Kathode zu schnell wechseln. So lässt sich die Faser allein durch Bewegung und die daraus resultierende Verschiebung der Atomgitter und Elektronen nahezu unendlich oft auf- und wieder entladen. Bisher reicht der piezoelektrisch erzeugte Strom allerdings höchstens aus, um einzelne Leuchtdioden zu betreiben.
Ein weiterer Ansatz neben der mechanischen Energieerzeugung in Textilfasern ist die Verbesserung des Wirkungsgrads von stromerzeugenden Solarfasern. Am State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers der Fudan Universität in Shanghai hat man mit dieser Form der Faser-Energiegewinnung jüngst genug Strom erzeugt, um einen mp3-Player zu betreiben. Möglich wird das durch einen komplexen Aufbau der Faser: ein hauchdünner Titandraht wird zunächst mit einem Titandioxid-Nanoröhrchen umschichtet, anschließend verwendete das Forscherteam erstmals eine Schicht aus kugelförmigen Titandiaxid-Nanoteilchen und umschlossen das Ganze mit einem Mantel aus lichtaktiven Kunststoffen. Die im Mantel erzeugten Elektronen konnten nun besser zu den Elektroden der Solarfaser wandern. Im letzten Herstellungsprozess wurde der lichtaktive Faden mit einer Faser aus mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen verdrillt, um die Stabilität zu erhöhen. Gleichzeitig bildete das Kohlenstoff-Röhrchen die Anode der fadenförmigen Solarzellen, der Titan-Kern der Faser diente als Kathode. Problematisch in diesem Herstellungsprozess ist allerdings noch die schnelle mechanische Abnutzung der Faser durch Bewegung und Lufteinfluss.
Forschungsbericht in Advanced Energy Materials: onlinelibrary.wiley.com
Bildquelle: Georgia Institute of Technology
I will Rise – Veganer Sneaker
24. Januar 2021
Die fair produzierten, nachhaltigen und veganen "I WILL RISE" Sneaker des…
Weltweit größtes additiv hergestelltes Zahnrad aus amorphem Metall
7. September 2019
Amorphe Metalle sind eine Besonderheit unter den metallischen Werkstoffen. Sie…
Leuchtende Schokolade
8. Januar 2020
An mehreren Universitäten wurden in den letzten Monaten Erfolge bei der…
Peri druckt erstes Einfamilienhaus Deutschlands – 3D-Betondrucker reif für die Serie
2. Oktober 2020
Die PERI GmbH druckt im nordrhein-westfälischen Beckum das erste Wohnhaus…
Desinfektion mit Licht
12. Dezember 2020
Bereits im Sommer 2020 haben Unternehmen der Lichtindustrie mit der UV-C…
Graphit statt Gold – Bipolarplatten mit dünnen Kohlenstoffschichten
30. November 2020
Wissenschaftler des Fraunhofer IWS haben eine Technologie entwickelt, die eine…
BladeBUG Wartungsroboter
26. Januar 2021
Das britischen Unternehmen BladeBUG hat in den letzten Jahren einen…
Wärmespeicher mit Zeolithen
6. November 2020
Zeolith-Wärmespeicher bieten hohes Potenzial, den temporär anfallender…
Xarvio – Digital Farming Tool
8. Januar 2021
Die BASF Digital Farming GmbH hat den Crop Science Award für die beste…