Piezoelektrete

Nutzen kompakt

In Hinblick auf den Betrieb elektronischer Systeme sind Batterien zur Bereitstellung der Versorgungsenergie unabdingbar. Aufgrund der begrenzten Lebensdauer müssen Batterien jedoch regelmäßig ausgetauscht werden, sodass nicht nur erhöhter Kostenaufwand, sondern auch größere Umweltbelastung durch die Entsorgung verbrauchter Batterien entsteht. Folglich werden sowohl in ökonomischer als auch ökologischer Hinsicht energieautarke Systeme zunehmend bedeutsam, die durch Energy Harvesting Umgebungsenergie in elektrische Energie umwandeln und für den Betrieb nutzen können. Weitgehend werden piezoelektrische Materialien wie PZT oder PVDF als Generator für die elektromechanische Energiewandlung verwendet, jedoch stoßen sie aufgrund ihrer Eigenschaften in Hinblick auf die Integration und Anwendung schnell an ihre Grenzen. Piezoelektrete besitzen einen hohen piezoelektrischen Koeffizienten und zeichnen sich durch ihre Flexibilität aus – somit werden die Eigenschaften von PZT oder PVDF deutlich übertroffen.

Hintergrund und Technologie

Durch das leichte Gewicht und die hohe Biegsamkeit eigenen sich Piezoelektrete hervorragend für die Integration in flexiblen Materialien, wie z.B. Textilien. Somit können integrierte Piezoelektrete in Wearables die kinetische Energie der Körperbewegung in elektrische Energie umwandeln und diese für das Implementieren eines energieautarken Systems zur Verfügung stellen.

Mehrwert

Anziehbare, energieautarke Sensorsysteme werden, im Zuge von „Internet of Things“, die Mensch-Maschinen-Interaktion effizienter gestalten. Durch die direkte Messdatenaufnahme am Körper können Körpersignale oder –bewegungen unmittelbar von vernetzten Maschinen erkannt und interpretiert werden, wobei die kontinuierliche Interaktion und das Einbetten der Sensorsysteme in das alltägliche Leben durch die Anwendung von Piezoelektreten als Generator gewährleistet werden soll.