Strom aus Schweiß

Glasgow (Großbritannien) - Pulsmesser, Smartphones, Bluetooth-Kopfhörer – Auch beim schweißtreibenden Sport wollen viele Menschen nicht auf ihre elektronischen Helfer verzichten. Kleine Akkus versorgen diese zwar zuverlässig mit Strom. Doch sind sie nicht flexibel und müssen nach ihrer Lebenszeit aufwendig recycelt werden. Britische Forscher stellen nun mit einem biegsamen Superkondensator in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“ eine vielversprechende Alternative vor. Das Besondere an diesem effizienten Stromspeicher: der Schweiß des Sportlers dient als flüssiger Elektrolyt.

Ravinder Dahiya und seine Kollengen von der University of Glasgow nutzten für ihren Stromspeicher-Prototyp ein Mischgewebe aus Cellulose und Polyester. Solche Stoffe werden auch für die Produktion von Sportkleidung genutzt und können den Schweiß eines Sportlers gut aufnehmen. Ein Stoffstück von der Größe einer Briefmarke beschichteten die Forscher beidseitig mit einem speziellen, mit Dimethylsulfoxid dotierten Polymer: PEDOT:PSS. So entstand ein flexibler Superkondensator, der schneller als Batterien kleine Strommengen speichern und auch wieder abgeben kann.

Um aktiviert zu werden, benötigen Superkondensatoren allerdings einen elektrisch leitfähigen Elektrolyten zwischen zwei Elektroden. Diese Aufgabe übernahm in dem neuen Prototyp menschlicher Schweiß. Auf sonst verwendete flüssige Elektrolyten, die teils auch giftig sind, konnte so verzichtet werden. Getränkt mit einer Salzlösung – also künstlichen Schweiß – erreichte der Superkondensator eine hohe Energiedichte von 1,36 Wattstunden pro Kilogramm und eine Leistungsdichte von knapp 330 Watt pro Kilogramm. Die elektrische Spannung betrug 1,31 Volt. So konnte dieser Superkondensator genug Strom für den Betrieb einiger Leuchtdioden bereit stellen.

In einem weiteren Versuch hefteten die Forscher einen ihrer flexiblen Superkondensatoren auf das T-Shirt eines Läufers. Nach kurzer Zeit drang der Schweiß des Sportlers in den Superkondensator ein. Als Quelle für den zu speichernden Strom diente bei diesen Versuchen eine kleine Solarzelle, die der Sportler um seinen Unterarm gespannt hatte. Die Energiedichte reduzierte sich mit natürlichem Schweiz zwar deutlich auf 0,25 Wattstunden pro Kilogramm. Doch genügt auch dieses Potenzial zum Stromspeichern, um mit etwas größeren Superkondensatoren genug Strom für Sensoren oder mobile Elektronikgeräte liefern zu können. Zudem hielt der Prototyp mühelos einem Waschvorgang und mehr als 1000 Verbiegungen stand. Auch nach 4000 Ladezyklen funktionierte der Prototyp einwandfrei. So zeigen diese Versuche, dass flexible, in Kleidung integrierte Superkondensatoren durchaus herkömmliche Akkus als Stromspeicher ersetzen können.