Piezokristalle
"Piezokristalle" sind spezielle Mineralien mit elektromagnetischen Eigenschaften. Wenn Piezokristalle komprimiert oder gedehnt werden, erzeugen sie ein elektrisches Feld. Dies wird als "piezoelektrischer Effekt" bezeichnet. Piezo-Zellen haben kleine, positiv geladene Teilchen in ihrer Mitte. Immer wenn auf den Kristall eine Kraft ausgeübt wird, muss sich dieses kleine Teilchen bewegen und eine Ladung erzeugen. Dieses elektrische Feld kann zur Erzeugung von Spannung genutzt werden.
Piezokristalle werden häufig als Sensoren verwendet, die bei jeder Krafteinwirkung ein Signal erzeugen. Vor kurzem haben Wissenschaftler jedoch begonnen, Wege zu finden, um diese Kraft als alternative "grüne" Energie zu nutzen.
Elektrizität im kleinen Maßstab
Die durch einen Piezokristall erzeugte elektrische Ladung ist relativ gering. Um dies zu kompensieren, werden sie normalerweise in Anwendungen mit hoher Wiederholung verwendet. Eine Methode, bei der Piezo-Energie zur Erzeugung von Elektrizität verwendet wird, nutzt die persönliche Kraft des Menschen.
Menschen bewegen sich jeden Tag tausende Male. Piezokristalle können wie Schuhe in Alltagskleidung eingebettet werden. Jedes Mal, wenn eine Person einen Schritt macht, erzeugt der Kristall eine geringe Ladung. Mit der Zeit und mit Tausenden von Schritten werden diese kleinen Ladungen aufgebaut, bis der Betrag signifikant wird. Diese Energie kann verwendet werden, um die persönliche Elektronik wie Mobiltelefone und MP3-Player voll aufzuladen.
Strom im großen Maßstab
Eine andere Möglichkeit, piezoelektrische Energie zu nutzen, besteht darin, viele separate Kristalle miteinander zu verbinden. Da sich die kleinen Ladungen jedes Kristalls kombinieren, können sie eine große Energiequelle erzeugen.
In stark frequentierten Bereichen wie U-Bahn-Stationen und Gehwegen sind piezoelektrische Kristalle in Treppen und Bodenfliesen eingebettet. Diese einzelnen Generatoren sind alle miteinander verbunden. Wenn Menschenmassen durch die Gegend laufen und Kraft erzeugen, sammelt das System die Energie. Einzeln sind die geringen Gebühren unbedeutend, aber zusammen können sie die Elektronik versorgen oder für die zukünftige Verwendung gespeichert werden.
Der Vorteil der piezoelektrischen Energie ist, dass sie vollständig sauber und erneuerbar ist. Innovationen in den kommenden Jahren werden Systeme schaffen, die auf vielen verschiedenen Ebenen Strom erzeugen. Die einzelnen Quellen arbeiten gemeinsam an der Energieunabhängigkeit.
