Rollbarer Touchscreen als Kraftwerk

Prototyp eines flexiblen Monitors erzeugt mit eingelagerten piezoelektrischen Nanostäbchen Strom beim Antippen

Graphen
Graphen

Seoul (Korea) - Tragbare Lesegeräte, sogenannte Tablet PCs, mit großen Touchscreen-Monitoren sind recht stromhungrig und müssen regelmäßig an die Steckdose. Längere Laufzeiten haben sich koreanische Wissenschaftler mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm, der beim Antippen seinen Strom selbst erzeugen kann, zum Ziel gesetzt. Einen funktionierenden und zugleich rollbaren Prototyp präsentieren sie in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Advanced Materials".

"Nanogeneratoren auf der Basis von Graphen sind für eine elektrische Selbstversorgung von rollbaren und transparenten Geräten geeignet", berichten Dukhyun Choi vom Forschungslabor des Samsung-Konzerns und seine Kollegen von der koreanischen Sungkyunkwan University Suwon. Zwischen zwei extrem dünnen und durchsichtigen Schichten aus diesem sehr gut leitfähigen Material aus Kohlenstoff setzten sie zahlreiche, parallel ausgerichtete Nanostäbchen aus Zinkoxid. Diese kristalline Verbindung kann über den piezoelektrischen Effekt mechanischen Druck in elektrische Spannungspulse umwandeln.

Die Stromausbeute des ersten Prototyps war mit nur 20 Nanowatt pro Quadratzentimeter Bildschirmfläche sehr gering. Allerdings sei mit einer Fläche von der Größe eines Notizblocks bereits eine Steigerung auf bis zu einem Mikrowatt pro Quadratzentimeter geglückt, berichtet die amerikanische Zeitschrift "Technology Review". Das reicht aus, um die Sensoren in der Touchscreenfläche zuverlässig mit Strom zu versorgen. Da diese Piezo-Kraftwerke zusätzlich flexibel sind, lässt sich sogar beim Rollen oder Falten elektrischer Strom erzeugen. In naher Zukunft halten die Forscher tragbare Geräte für möglich, die ganz ohne Strom aus Batterien auskommen.

Diese Technologie ist heute noch nicht reif für stabile Anwendungen, da die Graphenschichten noch Strukturfehler aufwiesen. Doch im Prinzip ließen sich die stromerzeugenden Schichten für Flachbildschirme sogar in einem günstigen Rotationsdruckverfahren fertigen. Für ein erstes marktreifes Produkt seien jedoch mindestens noch fünf Entwicklungsjahre nötig. Bis dahin haben sich elektronische Lesegeräte vielleicht flächendeckend durchgesetzt, so dass sich eine hohe Nachfrage nach flexiblen und energieautarken Bildschirmen entwickeln könnte. Wie oft der Nutzer dann jedoch auf seinen Monitor tippen muss, damit dem Gerät nicht der Saft ausgeht, konnten die Forscher noch nicht sagen.