Forscher entwickeln mit 3D-Druck tragbares Gerät zur Energiegewinnung aus Körperwärme

Wissenschaftler der Universität Washington haben einen Durchbruch in der Entwicklung tragbarer Elektronik erzielt. Sie präsentierten ein flexibles und robustes elektronisches Prototyp-Gerät, das Körperwärme in elektrische Energie umwandeln kann. Diese Innovation könnte die Zukunft von Wearables und energieeffizienter Elektronik maßgeblich beeinflussen.

Das in der Fachzeitschrift “Advanced Materials” vorgestellte Gerät zeichnet sich durch seine bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit aus. Es funktioniert selbst nach mehrfachem Durchstechen und 2.000-maligem Dehnen noch einwandfrei. Der leitende Autor, Mohammad Malakooti, beschreibt die Funktionsweise: “Sobald man das Gerät auf die Haut auflegt, nutzt es die Körperwärme, um direkt eine LED zu betreiben.”

Im Kern des Geräts befinden sich starre thermoelektrische Halbleiter, die für die Umwandlung von Wärme in Elektrizität verantwortlich sind. Diese werden von 3D-gedruckten Verbundwerkstoffen mit geringer Wärmeleitfähigkeit umgeben, was die Energieumwandlung optimiert und das Gewicht reduziert. Für die nötige Dehnbarkeit sorgen gedruckte Flüssigmetallspuren, die die Halbleiter verbinden. Zusätzlich wurden Flüssigmetalltropfen in die äußeren Schichten eingebettet, um den Wärmetransfer zu verbessern und die Flexibilität zu erhalten.

Das Forscherteam sieht vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für ihre Technologie. Neben Wearables könnten die Geräte auch in Rechenzentren zum Einsatz kommen, wo sie die Abwärme von Servern und Computern zur Energiegewinnung nutzen könnten. “Unsere Geräte können diese Wärme einfangen und zur Stromversorgung von Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren verwenden”, erläutert Malakooti.

Zukunftsvisionen des Teams reichen bis hin zur Integration in Virtual-Reality-Systeme, um heiße und kalte Empfindungen auf der Haut zu erzeugen oder den Tragekomfort zu verbessern. Vorerst konzentrieren sich die Forscher jedoch auf die Entwicklung effizienter und langlebiger Wearables mit Temperatur-Feedback.

Die Forschung wurde durch Mittel der National Science Foundation, Meta und The Boeing Company unterstützt.