Energieomzetting vervangt riskante operaties

Onderzoekers van de Jade Hochschule in Wilhelmshaven onderzoeken hoe ongebruikte energie uit de omgeving (bijvoorbeeld uit warmte, water of lucht) kan worden omgezet in elektrische energie. Ze ontwikkelen geminiaturiseerde energieomzetters die bijvoorbeeld in de medische techniek kunnen worden gebruikt.

Door de omzetting van lichaamswarmte of -beweging in elektrisch vermogen zou de levensduur van elektrisch actieve implantaten zoals pacemakers kunnen worden verlengd. Daarmee zou de dure en riskante operatie voor het verwisselen van het implantaat kunnen worden vermeden.

Door batterijen gevoede apparaten worden overal gebruikt. Maar batterijen zijn minder vriendelijk voor het milieu omdat ze giftige stoffen kunnen bevattten en ineffciënt zijn en er voor de productie van een batterij meer energie wordt verbruikt dan dat deze later afgeeft.

Aan de Hochschule wordt onderzocht hoe batterijen zouden kunnen worden vervangen door de omzetting van ongebruikte energie uit bijvoorbeeld warmte, water of lucht.

Energie uit omgeving

Mensen zijn als batterijen te beschouwen. Het lichaam zou als thermische energiebron door het temperatuurverschil van 36,5°C inwendig en zo'n 22°C op de huid een elektrische spanning kunnen opwekken die voor het functioneren van een implantaat zou kunnen worden gebruikt.

Ook in de industrie zouden geminiaturiseerde energieomzetters kunnen worden gebruikt. Veel machines zijn de klok rond in gebruik en trilling tijdens bedrijf. Deze trillingsenergie zou na omzetting in elektrische energie anders kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld voor de voeding van sensoren.

Uitdagingen

Een uitdaging is dat de apparaten erg klein (voor medische implantaten soms kleiner dan een centimeter) en niettemin toch efficiënt moeten zijn. Er zijn in auto's en mobiele telefoons miljoenen microsystemen in gebruik als sensoren voor versnelling, druk of spraak.

De opwekking van elektrische energie uit energievormen uit de omgeving is echter nog een nieuw toepassingsgebied voor microsystemen, in het bijzonder in de medische techniek. Ze moeten betrouwbaar functioneren, extreem klein zijn en goedkoop te produceren.

bron: Jade Hochschule