Neu entwickelte, im Schuh integrierte Geräte erzeugen Strom durch Bewegung. „Wearables“ liegen im Trend. Es sind kleine Geräte, die man direkt am Körper trägt, wie z. B. Schrittzähler oder Pulsuhren.…

Neu entwickelte, im Schuh integrierte Geräte erzeugen Strom durch Bewegung.

„Wearables“ liegen im Trend. Es sind kleine Geräte, die man direkt am Körper trägt, wie z. B. Schrittzähler oder Pulsuhren. Doch es ist ärgerlich, wenn mitten im Halbmarathon die Batterie des Pulsmessers den Geist aufgibt. Solche Probleme könnten schon bald der grauen Vorzeit angehören, denn Forschern des Instituts für Mikro- und Informationstechnik der Hahn- Schickard-Gesellschaft (HSG-IMIT) ist es gelungen, zwei Geräte zu entwickeln, welche die Bewegungsenergie des menschlichen Ganges nutzen, um Strom zu erzeugen. Das ist nicht nur praktisch, sondern auch noch obendrauf umweltfreundlich, denn man wird dadurch auf eine Menge Batterien verzichten können.

Der Shock Harvester und der Swing Harvester

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Geräte, welche menschliche Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandeln, heißen „Energy Harvester“, übersetzt „Energie Ernter“. Die Neuentwicklungen des HSG-IMIT tragen so die schönen Namen „Shock Harvester“ und „Swing Harvester“.

„Shock“ steht hier für den Stoß, den die Ferse beim Auftreten erfährt, und die Bezeichnung „Swing“ hängt mit der Schwungbewegung des Fußes beim Gehen zusammen. Denn es sind genau diese Bewegungsimpulse, welche die neuen Geräte, die in die Schuhsohle integriert sind, in Strom umwandeln.

Dabei wird die Spannung genutzt, die bei der Bewegung zwischen Magneten und kleinen Spulen entsteht. Beim Swing Harvester werden die Magneten durch die Schwungbewegung sozusagen an den Spulen vorbei beschleunigt, beim Schock Harvester geraten die Magneten durch das Auftreten in Vibration.

Laufschuh_Röntgenaufnahme

Schuhe, die sich selbst schnüren

Der Einsatz der beiden Harvester in Wearables im Sportbereich ist nur eine Möglichkeit der Nutzung. Der Shock Harvester wurde ursprünglich für ein Indoor-Navigationssystem entwickelt, welches beispielsweise von Rettungsmannschaften zur besseren Orientierung in fremden Gebäuden verwendet werden kann. Der Swing Harvester ist eine Teilapplikation an einem sich selbst schließenden Schuh für bewegungseingeschränkte Menschen. Beim Hineinschlupfen in den Schuh „merkt“ dieser, dass er angezogen wird, und setzt den Mechanismus in Gang. Umgekehrt öffnet er sich auch wieder bei Bedarf.

Die Forscher arbeiten nun daran, die Leistung der Harvester zu verbessern, um sie für ein weiteres Nutzungsfeld zugänglich zu machen. Details zum Projekt unter dem Titel „Energy harvesting from human motion: exploiting swing and shock excitations“ (Autoren: K. Ylli, D. Hoffmann, A. Willmann, P. Becker, B. Folkmer and Y. Manoli) sind veröffentlicht im IOP Publishing’s journal „Smart Materials and Structures“ unter:

http://iopscience.iop.org/0964-1726/24/2/025029

 

Quellen:

Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn- Schickard-Gesellschaft. http://www.hsg-imit.de

Paul Rincon: Smart shoe devices generate power from walking. BBC News. http://www.bbc.com/news/science-environment-30816255 (zuletzt aufgerufen: 23. Januar 2015).

Smart shoe devices capture the power of walking. IOP Institute of Physics. http://www.iop.org/news/15/jan/page_64869.html (zuletzt aufgerufen: 23. Januar 2015).

Bildquelle: HSG-IMIT

 

 

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