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NWZonline.de Ratgeber Beruf & Bildung Campus

Energieumwandlung statt Operation am Herzen

17.05.2017

Wilhelmshaven Ist die Batterie eines elektrischen Herzschrittmachers leer, muss das Implantat mittels einer Operation ausgetauscht werden. Wenn es gelänge, zum Beispiel die Energie der Körperwärme oder -bewegung in elektrische Energie umzuwandeln und diese für den Herzschrittmacher zu nutzen, könnten solche Operationen vermieden werden. Auch an anderer Stelle wäre es wünschenswert, Batterien zu ersetzen, da deren Produktion mehr Energie verschlinge, als sie später wieder freisetzen, wie die Jade-Hochschule mitteilt.

An der Hochschule arbeiten derzeit der Doktorand Chengdong Yuan und Prof. Dr.-Ing. Tamara Bechtold daran, Energie etwa aus Wärme, Wasser oder Luft in elektrische umzuwandeln und so nutzbar zu machen.

Ziel des Promotionsvorhabens ist die Entwicklung miniaturisierter Energiewandler. Diese könnten beispielsweise in der Medizintechnik zum Einsatz kommen. „Wir Menschen sind alle kleine Batterien“, erklärt Bechtold, Betreuerin des Promotionsvorhabens. Der Körper als Quelle thermischer Energie würde beispielsweise durch die Temperaturdifferenz von 36,5 Grad innen und rund 22 Grad auf der Haut elektrische Spannung erzeugen, die für den Betrieb eines Implantats genutzt werden könnte.

Auch in der Industrie könnten miniaturisierte Energieumwandler eingesetzt werden. „Viele Maschinen sind rund um die Uhr im Einsatz und vibrieren während des Betriebs“, erklärt die Professorin. „Diese Vibrationsenergie könnte, umgewandelt in elektrische Energie, anders genutzt werden, zum Beispiel um Sensoren zu betreiben.“

Eine Herausforderung ist, dass die Geräte äußerst klein – für medizinische Implantate teilweise kleiner als ein Zentimeter – und trotzdem effizient sein müssen. „Mikrosysteme sind als Sensoren für Beschleunigung, Druck oder Sprache schon millionenfach in Automobilen und Mobiltelefonen im Einsatz“, erklärt Bechtold.

Die Erzeugung elektrischer Leistung aus Energieformen der Umgebung sei jedoch ein neues Anwendungsfeld für Mikrosysteme, insbesondere in der Medizintechnik. „Sie müssen funktionieren, extrem klein und günstig in der Produktion sein“, beschreiben die Professorin und ihr Doktorand die Herausforderungen des Projektes.


     www.jade-hs.de 
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