Kombinierte Regen-Solarzellen liefern Strom bei jedem Wetter

Viele Ökopioniere hatten einen Traum von Strom aus Erneuerbaren Energien, der bei jedem Wetter erzeugt werden kann. Dieser Traum könnte in Kürze wahr werden, denn chinesische Forscher sind nur einen Bruchteil davon entfernt, Solarmodule zu entwickeln, die neben der Sonnenenergie auch Energie aus Regentropfen gewinnen können.

Der Stromertrag der Energie aus Regentropfen dabei ist jedoch bescheiden. Laut Experten könnte eine gute Siliziumsolarzelle selbst bei Mondlicht mehr Leistung erzeugen als eine kombinierte Regen-Solarzelle. Obwohl es ernüchternd klingt, soll es die Erfindung nicht schmäler machen, denn so wurde anfangs auch die herkömmliche Solarzelle verspottet. Schließlich muss für die Energiewende jede Energiequelle in Erwägung gezogen und angezapft werden, wobei Leistung und Wirkungsgrad bei neuen Erfindungen fast immer sehr gering sind.

Gut durchdachtes altes Konzept

Ein chinesisches Team der Universitäten von Kunming und Qingdao entwickelte eine bei Regen Strom liefernde Solarzelle bereits vor zwei Jahren, allerdings war hier der Ansatz ein anderer. Dabei wurde eine herkömmliche Solarzelle mit einer transparenten und sehr dünnen Schicht aus Graphem überzogen.

Jetzt aber gingen in der Millionenmetropole Suzhou die Forscher der Soochow University einen anderen Weg, bei dem die Kombination einer Solarzelle mit einem triboelektrischen Nanogenerator das Herzstück Ihrer Regen-Solarzelle darstellt, dank welchem sich der Generator durch Regentropfen elektrisch auflädt. Diese Technologie wurde erst vor zwei Jahren an der Universität für Wissenschaft und Technik in Peking von Forschern weiterentwickelt. Sie haben gezeigt, dass sich genug Strom zum Betrieb von einfachen Sensoren oder LEDs allein durch Wasser und Gummi gewinnen lässt.

Einfache Herstellung und Kompaktheit

Regen-Solarzelle
Schematischer Aufbau einer Regen-Solarzelle (Bild © American Chemical Society).

Durch eine Kombination aus elektrostatischer Aufladung und triboelektrischem Effekt wird mechanische Energie von triboelektrischen Nanogeneratoren umgewandelt. Sie sind günstig, leicht, effizient, lassen sich einfach herstellen und gelten als vielversprechender Energieernter.

Darüber hinaus ist das Allwetter-Solarmodul auch einfach herzustellen und kompakt. Dazu wird lediglich ein Mix aus Siliziumkristallen, einer Silikonvariantenschicht und einer Zwischenlage aus leitfähigem Kunststoff erhitzt. Die gemeinsame Elektrode wird durch die Kunststoffzwischenlage gebildet. Auch deutsche Institute erforschen mittlerweile die Kombination der leitfähigen Kunststoffe und Silizium als kostengünstige Alternative.

Strom für tragbare Elektronik?

Mit den klassischen Zellen kann der Ertrag der Regen-Solarzelle noch immer nicht verglichen werden. Ob die Technik irgendwann in dem Maße weiterentwickelt wird, kann niemand abschätzen. Dennoch wurde ein Anwendungsgebiet ausgemacht, und zwar bei Sensor-Armbändern, Smart-Watches oder elektronischen Pflastern.

Die chinesischen Forscher wollen im nächsten Schritt spezielle Fasern für Jacken herstellen, um ihre Entdeckung weiterzuentwickeln, heißt es auf phys.org. Diese Jacken sollen in der Lage sein, tragbare Elektronik aufzuladen. Um bei dieser und anderen interessanten Entdeckungen mit dabei zu sein, abonnieren Sie jetzt unseren kostenlosen Newsletter.

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