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In der Schweiz wurde ein ungewöhnlicher Nanogenerator entwickelt
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
Spezialisten einer der renommiertesten Universitäten Europas in der Schweiz haben mit Unterstützung von Wissenschaftlern aus Tokio ein Gerät entwickelt, das kleine elektronische Geräte mit Strom versorgen kann. Eine Besonderheit des neuen Geräts ist, dass es aus den gängigsten Materialien hergestellt wurde, die fast jeder von uns im Alltag verwendet. Wissenschaftler weisen darauf hin, dass die erzeugte Energie ausreichen wird, um einen LCD-Bildschirm, mehrere Dioden und andere kleine Geräte mit Strom zu versorgen. Insbesondere eignet sich das neue Gerät für den Einsatz in Entwicklungsländern in medizinischen Diagnosegeräten mit geringem Stromverbrauch.
Das neue Gerät ist klein – nur 8 cm² groß – und besteht aus zwei gewöhnlichen Blättern Papier, auf die eine Graphit-Kohlenstoff-Schicht (wie beim bekannten Bleistift) aufgetragen ist. Die Kohlenstoffschicht fungiert als Elektrode, und das kompakte Gerät kann mehr als 3 Volt Energie erzeugen – genug, um eine Fernbedienung mit Strom zu versorgen. Die freie Seite eines der Blätter ist mit Teflon beschichtet, wodurch Beschichtung und Papier zusammen als Isolatoren wirken. Das neue Gerät erzeugt im Wesentlichen statische Elektrizität.
Die Wissenschaftler erklärten, dass die gesamte Struktur mit Klebeband zusammengebaut wurde und einem Sandwich ähnelte – einer doppelten Kohlenstoffschicht außen, einer doppelten Papierschicht und einer Teflonschicht in der Mitte. Anschließend wurden alle Schichten so zusammengeklebt, dass sie sich nicht berührten, was zu einer elektrisch neutralen Struktur führte.
Beim Fingerdruck berühren sich zwei Isolatoren, wodurch ein Ladungsunterschied entsteht – negativ bei Teflon, positiv bei Papier. Nach dem Loslassen des Fingers trennt sich das Papier, die Ladung gelangt zu den Kohlenstoffschichten, die, wie bereits erwähnt, als Elektroden fungieren. Der im Schaltkreis platzierte Kondensator absorbiert das schwache elektrische Signal des Systems.
Während ihrer Arbeit gelang es den Wissenschaftlern, die Stromproduktion mithilfe von Schleifpapier zu steigern und so eine raue Oberfläche zu erhalten. Die Spezialisten pressten das Schleifpapier an und platzierten es dicht an den Papierteilen, wodurch sich die Kontaktfläche und die Stromproduktion um ein Vielfaches vergrößerten.
Das Gerät erzeugt bei jedem Drücken Strom, aber selbst bei niedriger Druckfrequenz kann es genügend Energie erzeugen, um Nano- oder Mikrosensoren mit Strom zu versorgen (vergleichbar mit der Energie, die von zwei AA-Batterien erzeugt wird).
Die Wissenschaftler nannten ihre Erfindung triboelektrische Nanogeneratoren, kurz TENG.
Ein solcher Generator könnte in kostengünstigen Sensoren zum Einsatz kommen, die in Entwicklungsländern im medizinischen Bereich eingesetzt werden. Neue kompakte Geräte können herkömmliche Batterien, die in solchen Anwendungen weit verbreitet sind, problemlos ersetzen. Nach Gebrauch kann der Nanogenerator jedoch kompostiert werden, im Gegensatz zu Batterien, die jahrelang auf Mülldeponien die Erde vergiften.
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