Neue Technologie: Bäume die Strom erzeugen

In Bäumen, Brücken oder auch Gebäuden steckt offensichtlich noch großes ungenutztes Potenzial zur Herstellung von Strom. So steckt eine Menge kinetische Energie im Wind, die in Zukunft sinnvoll verwertet werden könnte. "Gebäude bewegen sich ganz leicht im Wind, Brücken schwingen, wenn wir darüberfahren, und Stoßfedern absorbieren Bodenwellen", erklärt Ryan Harne, Professor für Maschinen- und Luftfahrttechnik an der Ohio State. Sein Team hat nun festgestellt, dass sich all diese Schwingungen zur Stromerzeugung mithilfe baumähnlicher Strukturen eignen. Und dass, auch wenn die Schwingungen sehr unregelmäßig ausfallen.

Blattloser Baum schwingt im Takt

So sind die meisten Schwingungen in der realen Welt zufällig und eher chaotisch - kaum plan- oder berechenbar also - und nicht optimal geeignet, um damit Strom zu erzeugen. Doch die mechanischen Bäume von Harne - sie haben nur einen Stamm mit Ästen, aber keine Blätter - können aufgrund interner Resonanz eine gleichmäßige Schwingung großer Amplitude aufrechterhalten. Damit schaffen die Wissenschaftler ideale Bedingungen um Bewegungsenergie in Strom zu wandeln.

Machbar und alltagstauglich

Zum Nachweis hat Harne's Team einen Baum mit nur einem Ast gebaut und dann hochfrequenten Erschütterungen ausgesetzt. Es hat sich gezeigt: Weisen die Erschütterungen zufällige Elemente auf, schwingt der Baum trotzdem nach geraumer Zeit gleichmäßig bei niedriger Frequenz. Die Ausgangsspannung betrug in dem Testversuch zwar nur rund zwei Volt, doch als Machbarkeitsnachweis reiche das. Außerdem brauchen kompakte Geräte wie beispielsweise Sensoren, welche die strukturelle Integrität von Gebäuden überwachen, oft keine hohen Spannungen. Die WissenschaftlerInnen haben also Grund zur Hoffnung, dass ihre mechanischen Bäume gerade für Anwendungen auf kleinen Größenskalen sehr interessant werden könnten.