Strom aus Schweiß

Pulsmesser, Smartphones, Bluetooth-Kopfhörer – auch beim Sport nutzen viele Menschen elektronisches Zubehör. Kleine Akkus versorgen diese zwar zuverlässig mit Strom, jedoch sind sie nicht flexibel und müssen nach ihrer Lebenszeit aufwendig recycelt werden. Forscher stellen nun mit einem biegsamen Superkondensator in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“ eine vielversprechende Alternative vor. Das Besondere an diesem effizienten Stromspeicher: Der Schweiß von Sportlern dient als flüssiger Elektrolyt.

Prototyp

Ravinder Dahiya und seine Kollegen von der University of Glasgow nutzten für ihren Prototyp ein Mischgewebe aus Zellulose und Polyester. Solche Stoffe werden auch für die Produktion von Sportkleidung genutzt und können Schweiß gut aufnehmen. Ein Stoffstück von der Größe einer Briefmarke beschichteten die Forscher beidseitig mit einem speziellen Polymer – PEDOT:PSS. So entstand ein flexibler Superkondensator, der im Vergleich zu Batterien kleine Strommengen schneller speichern und auch wieder abgeben kann.

Um aktiviert zu werden, benötigen solche Superkondensatoren allerdings einen elektrisch leitfähigen Elektrolyten. Diese Aufgabe übernahm in dem neuen Prototyp der Schweiß, wodurch sich auf die sonst verwendeten, teilweise giftigen Elektrolyte verzichten ließ. Zunächst tränkten die Forscher den Superkondensator in einer Salzlösung, die als künstlicher Schweiß diente. Damit erzeigte der Superkondensator eine Energiedichte von 1,36 Wattstunden pro Kilogramm und eine elektrische Spannung von 1,31 Volt – ausreichend für den Betrieb einiger Leuchtdioden.

In einem weiteren Versuch hefteten die Forscher den Prototypen auf das T-Shirt eines Läufers. Als Quelle für den zu speichernden Strom diente eine kleine Solarzelle, die der Sportler an seinem Unterarm trug. Die Energiedichte betrug bei natürlichem Schweiß zwar nur noch 0,25 Wattstunden pro Kilogramm. Doch auch das reichte aus, um mit einem etwas größeren Superkondensator genug Strom für Sensoren oder mobile Elektronikgeräte zu liefern. Zudem hielt der Prototyp nicht nur einem Waschvorgang und mehr als 1000 Verbiegungen stand, sondern er funktionierte auch noch nach 4000 Ladezyklen. Diese Versuche zeigen, dass in Kleidung integrierte Superkondensatoren zukünftig herkömmliche Akkus als Stromspeicher ersetzen könnten.