San Diego - Ein neu entwickeltes Gerät gewinnt Energie aus dem Schweiß an der Fingerkuppe – selbst wenn ein Mensch schläft. Die Apparatur wird mit einem pflasterähnlichen Band aufgeklebt und erzeugt mit einer Biobrennstoffzelle aus Bestandteilen des Schweißes elektrischen Strom. Ein weiteres Bauteil gewinnt zudem Elektrizität aus mechanischem Druck, wie Wissenschaftler um Joseph Wang von der University of California in San Diego in der Fachzeitschrift „Joule“ berichten.

An der Fingerspitze sitzen die Schweißdrüsen sehr viel dichter nebeneinander als in anderen Hautregionen. So kann eine Fingerkuppe den Forschern zufolge 80 bis 160 Gramm Schweiß pro Stunde absondern. „Die Erzeugung von mehr Schweiß an den Fingern hat sich wahrscheinlich entwickelt, um uns zu helfen, Dinge besser zu greifen“, wird Erstautor Lu Yin in einer Mitteilung der Zeitschrift zitiert.

Energiegewinnung im Schlaf

Wang und Kollegen nutzten eine Biobrennstoffzelle, zudem entwickelten sie einen Schaum aus Kohlenstoffnanoröhren, durch die der Schweiß aufsteigen kann. Dieser Schaum bildet die Elektrode, die durch die Zugabe des Enzyms Laktatoxidase zu einer Anode wird. Hier werden Laktate aus dem Schweiß chemisch verwandelt und daraus Energie erzeugt. Eine solche Gewinnung kleiner Mengen elektrischer Energie aus der Umgebung wird als „Energy Harvesting“ bezeichnet.

Bei einem Schlaf von etwa zehn Stunden Dauer gewinnt das Gerät fast 400 Millijoule Energie. Ein einzelnes Andrücken des Fingers ergibt etwa 30 Millijoule, weil neben der Biobrennstoffzelle auch ein Element eingebaut wurde, das Elektrizität aus mechanischem Druck erzeugt. Für ein Fingertippen verbrauche der Körper etwa 0,5 Millijoule, so dass die 30 Millijoule 6000 Prozent der eingesetzten Energie ergeben, rechnen die Forscher vor. „Sie können das Gerät komplett vergessen und Schlafengehen oder Schreibtischarbeiten wie Tippen erledigen und trotzdem weiterhin Energie erzeugen“, sagt Wang.

Gerät soll bei jeder täglichen Aktivität verwendet werden

Um zu zeigen, wofür die gewonnene Energie genutzt werden kann, verbanden die Wissenschaftler das Gerät mit einem Vitamin-C-Sensor und einem einfachen elektro-chromatischen Display. Die Biobrennstoffzelle erzeugte genug Elektrizität, um sowohl den Sensor als auch das Display mit Strom zu versorgen. Bei einem Probanden, der eine Vitamin-C-Pille einnahm, konnten die Forscher den Anstieg und anschließenden Rückgang der Vitamin-C-Konzentration im Schweiß messen. Auch den Natriumgehalt des Schweißes maßen sie auf ähnliche Weise.

„Wir stellen uns vor, dass dieses Gerät bei jeder täglichen Aktivität mit Berührung verwendet werden kann – Dinge, die eine Person normalerweise ohnehin während der Arbeit, zu Hause, beim Fernsehen oder Essen tun würde“, erläutert Wang. Die Wissenschaftler können sich vorstellen, die Apparatur in einen leichten Handschuh zu integrieren und damit tragbare Elektronik verschiedenster Art mit Strom zu versorgen.