Energy Harvesting: pyroelektrischer Nanogenerator

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Energy Harvesting: pyroelektrischer Nanogenerator
Energy Harvesting: pyroelektrischer Nanogenerator
Forscher des Georgia Institute of Technology und der chinesischen Akademie der Wissenschaften haben einen so genannten PENG (PyroElektrischer NanoGenerator) entwickelt, der aus Temperaturunterschieden so viel Spannung generiert, dass er einen Lithium-Ionen-Akku laden kann. Bislang konnten übliche Generatoren nämlich lediglich etwa 1 nA bei Spannungen um die 100 mV liefern. Der neue PENG hingegen liefert Leerlaufspannungen bis zu 22 V und Spitzenströme von bis zu 430 nA bei einer Temperaturänderung von 45 K mit einer Änderungsgeschwindigkeit von 0,2 K/s.
 
Ein solcher PENG besteht aus einer dünnen Schicht PZT (Blei-Zirkonat-Titanat) mit einer Schichtstärke von 175 µm bei 21 x 12 mm Kantenlänge. Der Generator kommt auf eine Stromdichte von 171 nA/cm² und kann mit einem einzigen Temperaturimpuls ein LCD bis zu einer Minute mit Energie versorgen. In drei Stunden konnte ein Akku von 650 auf 810 mV geladen werden und mit der gespeicherten Energie dann eine LED immerhin für einige Sekunden aufleuchten. Bei größeren Generatorflächen könnten nach Ansicht der Forscher auch drahtlose Sensoren ausreichend versorgt werden.
 
Bild: Yang, et al.
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