Holz wird zum Mikro-Generator

17. März 2021 11:12

Dübendorf ZH/Zürich - Materialforschende der Empa und der ETH Zürich haben Holz in einen Mikro-Generator verwandelt. Das modifizierte Material erzeugt bei Druckbelastung elektrische Spannung. So könnte Holz als Bio-Sensor dienen oder als Parkett Strom erzeugen.

Forschenden der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ist es ein weiteres Mal gelungen, Holz so zu modifizieren, dass es zusätzliche Eigenschaften erhält. Das Team um Ingo Burgert, der an beiden Einrichtungen am Material Holz forscht, hat gemeinsam mit einer Forschungsgruppe der Empa ein einfaches und umweltfreundliches Verfahren entwickelt, um mit einer Art Holzschwamm elektrische Spannung zu erzeugen. Darüber berichtet die Empa in einer Medienmitteilung.

Um diese schwammartige Struktur zu erhalten, wird dem Holz das stabilisierende Lignin entzogen. Wird der so entstehende Schwamm elastisch verformt, entsteht sogenannte Piezoelektrizität. Er habe sich den Angaben zufolge auch nach 600 Belastungszyklen als erstaunlich stabil erwiesen. Dabei habe ein Würfel von 1,5 Zentimetern Seitenlänge unter Druck jedesmal eine Spannung von 0,63 Volt erzeugt. Diese sei für eine Anwendung als Bio-Sensor brauchbar. Wurden 30 davon mit dem Körpergewicht eines Erwachsenen belastet, brachte das ein einfaches LCD-Display zum Leuchten. Denkbar wäre auch ein funktionalisierter Parkettboden, der die Trittenergie in Strom umwandelt.

Für die chemikalische Herauslösung des Lignins durch Wasserstoffperoxid und Essigsäure haben die Forschenden eine umweltfreundliche Alternative gefunden: Der Pilz Banoderma applanatum verursacht Weissfäulnis im Holz und baut das Lignin und die Hemizellulose besonders schonend ab. Zudem lasse sich der Prozess gut im Labor steuern.

„Die Vorteile eines so simplen und gleichzeitig nachwachsenden und biologisch abbaubaren piezoelektrischen Systems liegen auf der Hand“, schreibt die Empa. Deshalb seien Gespräche mit möglichen industriellen Kooperationspartnern bereits im Gang. mm

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