Roboter “essen” Metall zur Stromerzeugung

Neuer Energiewandler von Forschern der University of Pennsylvania übertrifft sogar Batterien

Experiment: Spielzeugauto auf dem Aluminium-Rundkurs (Foto: upenn.edu)
Experiment: Spielzeugauto auf dem Aluminium-Rundkurs (Foto: upenn.edu)

Philadelphia (pte/16.04.2020/06:00) Mobile Geräte werden künftig von Batterien versorgt, deren Anode sich in der metallischen Fahrbahn befindet. Diesen Energieversorger haben Forscher der University of Pennsylvania http://upenn.edu entwickelt. Die Anordnung besteht aus einer Kathode, unter der sich als Elektrolyt ein Hydrogel befindet. Gleitet der Schwamm über eine metallische Oberfläche, entzieht er dieser Elektronen, die über einen Verbraucher, ein Spielzeugauto, das die Batterie zieht, in die Kathode fließen. Sie “verspeist” winzige Mengen der Fahrbahn. Übrig bleibt korrodiertes Metall, im Fall von Eisen also Rost.

Rundkurs auf Aluminiumplatte

“Unser System hat eine Energiedichte, die zehnmal höher ist als die eines Wandlers, der Energie aus der Umwelt erntet, Sonnenlicht beispielsweise”, sagt Teamleiter James Pikul. Sie übertreffe die von Lithium-Ionen-Batterien sogar um das 13-Fache. Das beruht darauf, dass der neuartige Wandler keine Anode mit sich herumschleppen muss.

Die Forscher haben einen Rundkurs auf einer Aluminiumplatte gebaut. Das Fahrzeug führte einen kleinen Tank mit sich, aus dem der Elektrolyt mit Wasser versorgt wurde, damit er nicht austrocknet und seine Funktion verliert. Die chemischen Reaktionen in der metallischen Platte finden in einer Schicht statt, die nur 100 Mikrometer dick ist. Daher seien Schäden an der Oberfläche so klein, dass man sie vernachlässigen könne.

Roboter suchen nach Metallplatten

Die Forscher können sich vorstellen, dass der neue Wandler künftig Roboter mit Strom versorgt. Er wird mit Stromspeichern ausgestattet, die wiederaufladbar sind. Müssen diese geladen werden, sucht der Roboter selbstständig eine metallisch Fläche, über das er seinen Stromwandler gleiten lassen kann. Er verhalte sich dann genauso wie ein hungriger Mensch, der eine Nahrungsquelle suche.

“Das würde genug Energie für die Weiterarbeit des Roboters erzeugen, bis zu seiner nächsten Mahlzeit”, so Pikul. Vor allem Kleinstroboter, die oft nicht größer sind als Insekten, könnten profitieren. Weil die Batterie schnell leer ist, machen sie oft schon nach Minuten schlapp. Mit dem neuen Wandler könnten sie diese gleich wieder aufladen und weitermachen.