„Moth Eye“-Graphen: Durchbruch könnte Solarenergie revolutionieren

Tuan Le 3

Wissenschaftlicher Durchbruch: Forschern ist es gelungen, mit Hilfe von Graphen Solarzellen herzustellen, die selbst bei sehr geringem Lichteinfall noch Energie erzeugen können. Die Technik eröffnet vollkommen neue Möglichkeiten im Design von Smartphones, Wearables oder IoT-Geräten. Vorbild hierfür war das Nachtfalterauge.

Drahtloses Aufladen ist derzeit bei Smartphones im Trend: Fast alle Topmodelle der etablierten Hersteller bieten eine solche Funktion. In der Praxis ist man zwar immer noch an die Ladestation gebunden, aber zumindest erspart man sich das lästige Ein- und Ausstecken des Kabels. Von der University of Surrey in Großbritannien ist nun aber eine Entdeckung gemacht worden, die die Nutzer in Zukunft nicht nur deutlich unabhängiger von der Steckdose machen, sondern auch enorme Energieeinsparungen mit sich bringen könnte.

Graphen: Neue Modifikation besitzt überragende Lichtabsorption

Bei Graphen handelt es sich um eine Kohlenstoffmodifikation mit besonderer Struktur, die in den jüngeren Jahren aus der Sicht mancher Forscher so etwas wie den Stein der Weisen darstellt. Neben effizienteren Treibstofftechnologien und Chancen in der Materialverarbeitung bietet sich Graphen aufgrund der hohen Lichtabsorption vor allem auch in der Solartechnologie an. Bislang werden hier Polymere verwendet, die hauptsächlich das mit dem menschlichen Auge erfassbare Licht in Energie umwandeln. Forschern ist es nun gelungen, die Lichtabsorptionsrate von Graphen durch eine weitere Modifikation des Stoffes derart in die Höhe zu treiben, dass schon geringer Lichteinfall zur Betreibung einer Solarzelle ausreichen würde. Das liegt daran, dass hier auch das Spektrum des Lichts genutzt wird, das der Mensch gar nicht wahrnehmen kann. Für die Technik haben sich die Wissenschaftler das Nachtfalterauge zum Vorbild genommen.

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Nicht nur Sonnenlicht soll fortan zur Gewinnung von Solarzellenenergie verwendet werden können, sondern auch das überschüssige Umgebungslicht in Innenräumen. Ein gut beleuchtetes Wohnzimmer könnte in Zukunft etwa ausreichend sein, um ein Smartphone mittels einer mit Graphen-Solarzellen beschichteten Rückseite mit Strom zu versorgen – von dem gewaltigen Potenzial für Elektroautos und zahlreiche andere Energiezweige mal ganz abgesehen. Auch im Hinblick auf das Internet der Dinge (IoT) bietet die neue Technologie Chancen, um zum Beispiel smarte Armbänder, Tapeten oder Jacken mit ausreichend Energie zur Kommunikation mit dem Smartphone und anderen elektronischen Geräten zu versorgen.

Methoden zur Umwandlung der gewonnenen Energie müssen ausgebaut werden

Das passende Material ist also da. Damit Verbraucher aber davon profitieren können, wird noch einiges an Entwicklungsarbeit notwendig sein. Die von Graphenzellen erzeugte elektromagnetische Technologie könnte beispielsweise durch Rectennas in eine Gleichspannung umgewandelt werden, um schlussendlich elektrische Geräte damit betreiben zu können.

Quelle: Newsweek, Bildquellen: Wikimedia Commons, AlexanderAius (CC BY-SA 3.0)

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