Armbanduhren, die ohne Batterie, EKG-Geräte, die ohne Stromkabel funktionieren - wie das gehen kann, demonstrierte jüngst eine Forschergruppe von drei Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft: Sie hat eine Technik entwickelt, die die benötigte Energie für diese Geräte allein aus menschlicher Körperwärme bezieht. Die elektrische Spannung wird dabei aus dem Unterschied zwischen Körperund Umgebungstemperatur erzeugt.
Schon 1821 hatte der estnisch-deutsche Physiker Thomas Seebeck entdeckt, dass eine Spannung entsteht, wenn zwei unterschiedliche Metalle, zwischen denen ein Temperaturgefälle herrscht, etwa durch eine Spule miteinander verbunden werden. Dieser sogenannte thermoelektrische Effekt wurde seither vielfach eingesetzt. Unter anderem nutzte ihn die NASA zur Stromversorgung auf den in den 1970er Jahren gestarteten Raumsonden Voyager 1 und 2. Aber thermoelektrische Generatoren (TEGs) benötigten bisher Temperaturdifferenzen von mehreren zehn Grad Celsius, um ausreichend Strom erzeugen zu können. "Für die Versorgung von elektrischen Geräten sind mindestens ein bis zwei Volt erforderlich. Aus Körperwärme gewinnt ein TEG aber im Normalfall höchstens 200 Millivolt", sagt Peter Spies, der am Erlanger Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen an der Neuentwicklung beteiligt war.
Auto wird zum Selbstversorger
Die Lösung fand die Forschungsgruppe in mikroelektronischen Transformatoren. "Damit haben wir Schaltungen gebaut", so Spies, "mit denen wir bereits aus nur 50 Millivolt ein oder zwei Volt Spannung erzeugen." Die neuartigen Generatoren haben eine Grundfläche von rund neun Quadratzentimetern - das Kleinformat ist Voraussetzung für eine industrielle Serienproduktion. Denn außer in Gesundheitswesen und Kommunikationstechnik eignen sich die Mini-Kraftwerke auch für die Verwendung in Klimaanlagen. Selbst das Auto könnte weitaus mehr als bisher zum Selbstversorger werden: zum Beispiel durch den Einsatz von TEGs am heißen Auspuff.
