Parkett produziert Strom, dank Nanogenerator aus Holz
Allein durch den Druck der Füsse könnte in Zukunft mittels Parkettboden Strom gewonnen werden. Bild: Pixabay
Werkstoffe. Forscherinnen und Forscher von Empa und ETH haben einen Holzwerkstoff entwickelt, der unter Druck elektrische Spannung abgibt. Ein natürlicher Pilz sorgt für die benötigte Modifikation des Holzgewebes.
Wird ein Festkörper verformt, entsteht eine kleine elektrische Spannung, sogenannte Piezoelektrizität. Das physikalische Phänomen wird unter anderem in Drucksensoren der Messtechnik verwendet. Auch Holz gibt etwas Strom ab, wenn es unter Druck gesetzt wird. Forscherinnen und Forscher der Materialprüfungsanstalt Empa und der ETH haben nun so etwas wie einen Nanogeneratoren aus Holz entwickelt, mit dem sich künftig aus einem Parkettboden ein kleines Kraftwerk realisieren liesse. Von ihren Ergebnissen berichteten die Wissenschafter dieser Tage im Fachmagazin «Science Advances», wie es in einer Mitteilung der Empa heisst.
Das Lignin muss raus
Damit das verwendete Holz überhaupt eine nutzbare Energie abgibt, muss es zuerst modifiziert werden. Und zwar muss ein Teil des Lignins im Holz abgebaut werden, damit es die notwendige Elastizität bekommt. Denn das Holz sollte nach der Verformung wieder in den ursprünglichen Zustand zurückkehren, damit der Prozess der Energiegewinnung sich wiederholen lässt. Für diese sogenannte Delignifizierung kann man beispielweise eine Mischung aus Wasserstoffperoxiden und Essigsäure verwenden. Laut den Forschern ein einfacher und umweltschonender Prozess. Doch die Modifikation des Holzes funktioniert auch mit dem Pilz Ganoderma applanatum, der für die Weissfäulnis verantwortlich ist. Der Pilz baue das Lignin und auch die Hemizellulose im Holz besonders schonend ab.
Ein LCD-Display leuchtet
Mit derart hergestelltem Holzschwamm aus Balsaholz lässt sich in einem Testwürfel von 1,5 cm Seitenlänge eine Spannung von 0,63 Volt aufbauen. Der Druck einer erwachsenen Person auf dreissig dieser Würfel habe ein LCD-Display zum Leuchten gebracht, schreiben die Forscher. «Denkbar wäre bei einer weiteren Optimierung des Prozesses auch ein funktionaler Parkettboden, der die Trittenergie in Strom umwandelt.» Bis es so weit ist, braucht es noch weitere Forschungsarbeiten. Für die Forschenden von Empa und ETH liegen die Vorteile des simplen und biologisch abbaubaren Generators jedoch auf der Hand. Bereits gibt es Kontakte zu möglichen Kooperationpartnern in der Industrie.
Stefan Hilzinger
Veröffentlichung: 18. März 2021
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