Oulu (pte/12.06.2017/06:05) Ein neuartiges Material auf Basis einer Perowskit-Struktur kann Energie sowohl aus Licht, Wärme als auch mechanischer Verformung gewinnen. Das haben Forscher der Universität Oulu nun praktisch nachgewiesen. Die gleichzeitige Stromgewinnung aus drei verschiedenen erneuerbaren Quellen hat dem Team zufolge großes Potenzial, beispielsweise für Sensoren oder Wearables, wo sie langfristig Akkus sogar überflüssig machen könnte.

Getunt und getestet

Bereits im Februar hatten Yang Bai und sein Team an der Microelectronics Research Unit http://oulu.fi/microelectronics damit aufhorchen lassen, dass ein Perowskit-Material namens KBNNO dazu geeignet scheint, Umgebungsenergie aus drei verschiedenen Quellen nutzbar zu machen. Jetzt haben sie in "Advanced Materials" den Nachweis geliefert, dass diese Energiegewinnung auch wirklich klappt. Egal, ob beim Bescheinen mit einer Lampe, Erhitzen mit einem Föhn oder mechanischem Antippen: Die aktuell getestete Materialversion liefert stets messbar Energie.

Möglich macht dies die Tatsache, dass KBNNO ein ferroelektrisches Material ist, welches sowohl aufgrund von Wärme als auch durch Verformungen eine elektrische Spannung produziert. Zudem sind Perowskite eine Materialklasse, die aufgrund photoelektrischer Eigenschaften auch in Solarzellen Anwendung finden. Die aktuelle Arbeit bestätigt auch Bais im Februar geäußerte Vermutung, dass sich durch Änderungen der genauen chemischen Zusammensetzung für die Stromgewinnung relevante Eigenschaften des Materials optimieren lassen. Die nun vorgestellte Mischung enthält Natrium, was zu einer geringeren Bandlücke führt.

Rasch zur Marktreife

Bai geht davon aus, dass die Technologie innerhalb weniger Jahre zur Marktreife geführt werden kann. Denn die Herstellung von Perowskit-Materialien ist einfach, das Team muss aber eine möglichst optimale KBNNO-Mischung finden. Anfangs dürfte das Material dann Akkus ergänzen und dafür sorgen, dass Geräte weniger oft geladen werden müssen, so Bai. Langfristig könnten Akkus bei kompakten Geräten sogar überflüssig werden. "Das wird die Entwicklung des Internet of Things und von Smart Cities vorantreiben, wo stromverbrauchende Sensoren und Geräte energetisch nachhaltig sein könnten", meint der Forscher.

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