Forschung: Stromerzeugung aus Regentropfen

06.04.2020

Bildquelle: ©Adobe Stock / Text: Verivox

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben Wassertropfen untersucht, die auf Oberflächen fallen und Spuren elektrischer Ladung hinterlassen. Dieser Effekt bietet nach Ansicht der Forschenden die Möglichkeit, Strom zu erzeugen.

Wassertropfen, die über nicht leitende Oberflächen gleiten, kommen ganz alltäglich vor: Vom Tropfen einer Kaffeemaschine über eine Dusche bis hin zu einem Regenschirm bei Sturm. Wenn ein Tropfen über eine solche Oberfläche gleitet, erzeugt er eine Ladungsspur. Im Tropfen selbst sammelt sich die umgekehrte Ladung. Obwohl dieses Aufladungsphänomen allgegenwärtig vorhanden ist, ist nur wenig darüber bekannt. Diese Reibungselektrizität ist noch nicht vollständig erforscht.

Rechenmodell soll Effekt abbilden

Am MPI-P wurde dieser Effekt genauer untersucht. Dazu ließen die Forschenden nacheinander Tropfen über eine geneigte Fläche aus hydrophobem Glas gleiten. Sie maßen die gesammelte Ladung in Abhängigkeit von der Gleitlänge sowie von der Ladung, die durch frühere rutschende Tropfen zurückgelassen wurde. So entwickelten sie ein theoretisches Modell, das zwei gegensätzliche Effekte kombiniert: die schnelle Deposition von Ladung durch aufeinanderfolgende Tropfen und die langsame Entladung der Oberfläche hinter den Tropfen.

Kleine Strommengen sind möglich

Mit ihrem neu entwickelten Modell wollen die Forscher grundlegende physikalische Effekte wie Reibungselektrizität verstehen. Dann sollen Oberflächen entwickelt werden, die diesen Effekt für die Stromerzeugung ausnutzen und verstärken.

Aus Anwendungssicht könnte der Effekt genutzt werden, um kleine Mengen an Strom zu erzeugen, wo keine andere Quelle zur Verfügung steht. Dies kann beispielsweise bei kleinen, stromsparenden Sensoren in isolierten, regnerischen Umgebungen der Fall sein.