Das Interesse an immer besseren Lösungen rund um Solarenergie ist gigantisch. Vor ein paar Wochen haben wir uns einige der vielversprechendsten Technologien angesehen, aber heute stoßen wir auf eine Neuigkeit von der Nationalen Universität von Singapur. Dort haben Forscher einen Prototyp eines „Schatteneffekt-Generators“ entwickelt, der den Kontrast zwischen Schatten und beleuchteten Bereichen nutzt, um kleine Mengen an Strom zu erzeugen – ideal für Wearables und Sensoren.
Derzeit ist die effektivste Methode, den Energiehunger unserer Geräte zu stillen, eine Strategie der brachialen Gewalt – also Ladegerät und Akku. Die Hersteller haben große Anstrengungen unternommen, um die Effizienz ihrer Produkte zu verbessern, aber die Notwendigkeit der Nabelschnur ist nicht verschwunden und wird es wahrscheinlich nie sein. Einige Geräte sind jedoch mehr als bereit, alternative und unabhängige Energiequellen zu nutzen. Fernbedienungen, Uhren und Sensoren sind die ersten Beispiele, die einem in den Sinn kommen, aber die Frage ist: Was können wir nutzen?
Die Nationale Universität von Singapur hat einen ungewöhnlichen Vorschlag: Schatten, oder genauer gesagt, der Kontrast zwischen beleuchteten und dunklen Bereichen. Ein Forscherteam dieser Einrichtung hat den ersten Prototyp eines „Schatteneffekt-Generators“ geschaffen, der auf einer Reihe von Zellen basiert, die auf einer flexiblen, transparenten Kunststofffolie angebracht sind. Jede Zelle verwendet einen Siliziumwafer mit einer ultradünnen Goldschicht. Wenn sich die Zellen im Dunkeln oder bei vollständigem Licht befinden, registrieren sie fast keine Aktivität, aber beim richtigen Kontrast ändert sich alles.
Elektrizität aus Schatten
Zunächst regt das Licht auf dem Silizium dessen Elektronen an, ähnlich wie bei einer herkömmlichen Solarzelle. Aber diese Elektronen springen vom Silizium auf das Gold. Während ein Teil des Geräts im Schatten bleibt, steigt die Spannung des beleuchteten Metalls relativ zum dunklen Bereich, und die Elektronen des Generators fließen von hoher zu niedriger Spannung. Der Rest ist eine Frage des Anschlusses des Generators an einen Stromkreis.
Wie viel Energie erzeugen wir? Der Originalartikel erwähnt eine Dichte von 0,14 Mikrowatt pro Quadratzentimeter, während bei anderen Tests eine Kombination aus acht Generatoren 1,2 Volt lieferte – genug für eine Digitaluhr. Tatsächlich können die Generatoren auch als Sensoren fungieren, denn wenn man einen vorübergehenden Schatten darauf wirft, lassen sich LED-Leuchten einschalten. Was kommt als Nächstes? Die Forscher glauben, dass die Herstellungskosten sehr niedrig sein werden, daher besteht die Priorität darin, die Leistung zu verbessern.
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