Logo der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt

Forschungsprojekt „Energy harvesting“

11.11.2010

Unsere moderne technologische Gesellschaft nutzt zunehmend und massiv verbreitet Niedrigenergie-Geräte für Mobilität, Kommunikation und Informationstechnologie, die in der Regel durch Batterien oder ineffiziente Spannungswandler versorgt werden. In einer aktuellen EU Mitteilung dazu heißt es: "Der EU-Markt für Batterien beträgt etwa 800.000 Tonnen Autobatterien, 190.000 Tonnen Industriebatterien und 160.000 Tonnen Batterien für Verbraucher jedes Jahr. Diese Batterien enthalten Metalle, die die Umwelt am Ende ihres Lebenszyklus verschmutzen können. Quecksilber, Blei und Cadmium sind als die gefährlichsten Stoffe zu sehen.“ Das neue Projekt unterstützt unmittelbar das politische Ziel, die Zahl von Primärbatterien deutlich zu reduzieren, da es mit seinen Forschungszielen zum effizienteren und besseren Einsatz von Energy-Harvesting-Strategien beiträgt.
Die Energiequellen, um die es bei diesem Projekt geht, sind die weitgehend unerschlossenen Quellen der Umweltenergie aus menschlichen und natürlichen Aktivitäten in Form von Abwärme, Bewegung und Vibration. Die hierbei auftretenden Energien reichen vom mittleren Energiebereich (W bis kW) - zum Beispiel kann die Abwärme von Automobil-Abgasen verwendet werden, um die Batterie aufzuladen - bis hin zum niedrigsten Energiebereich (µW bis mW), der für tragbare Geräte der Unterhaltungs- und Informationstechnik relevant ist. Für die letzteren Anwendungen kann durch Entwicklung neuer Technologien für Mikro- und Nano-Generatoren, die Gegenstand dieses Projektes sind, die Energieversorgung realisiert werden.
Wenn nur ein Bruchteil der Energie, der in Wärme und Vibrationen steckt, genutzt werden kann, würde dies auch erhebliche Auswirkungen auf die CO2-Emissionen haben (die meisten Anlagen, Maschinen und Prozesse arbeiten mit einem Wirkungsgrad von höchstens 33%, d.h. mehr als zwei Drittel der eingesetzten Energie bleibt als Abwärme oder Vibration ungenutzt).
Die wissenschaftliche und technologische Zielsetzung dieses Projekts ist es, innerhalb von Europa die messtechnischen Rahmenbedingungen und die wissenschaftlichen Erkenntnisse zu erarbeiten, um die Entwicklung von wirksamen und kommerziell erfolgreichen Energy-Harvesting-Technologien zu unterstützen. Die Entwicklungsaktivitäten erstrecken sich von der neuartigen Anwendungen bekannter Technologien bis hin zur Entwicklung neuer Technologien und Materialien, um die wachsende Nachfrage nach Generatoren für 
Energy-Harvesting zu erfüllen. Beide Teilgebiete werden im Rahmen dieses Projekts bearbeitet.

 

Ansprechpartner: Jürgen Melcher
Fachbereich 2.1:  Gleichstrom und Niederfrequenz