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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Knie-Dynamo erzeugt Strom beim Gehen |
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| | | Kanadische Forscher haben einen Knie-Dynamo für Fußgänger entwickelt, der genug Strom für elektrisch getriebene Prothesen oder medizinische Implantate liefert. Seine Leistung würde genügen, um zehn Handys gleichzeitig zu betreiben. |
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Das Gerät gewinnt die Elektrizität am Ende jener Phase, in der das Bein nach vorne schwingt und ohnehin gebremst werden müsse, wie die Gruppe um Max Donelan von der Simon-Fraser-Universität im kanadischen Burnaby berichtet.
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Die Studie "Biomechanical Energy Harvesting: Generating Electricity During Walking with Minimal User Effort" ist im US-Fachjournal "Science" erschienen (Bd. 319, S. 807; doi: 10.1126/science.1149860). |
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 Science |
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Fünf Watt Leistung
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Das Verfahren ähnele der Technik von Hybridautos, die beim Bremsen Energie zurückgewinnen. Der "biomechanical energy harvester" kommt bei normalem Schritttempo sie auf eine elektrische Leistung von rund fünf Watt.
Das etwa 1,6 Kilogramm schwere Gerät ähnelt orthopädischen Kniestützen. Seitlich ist ein kleiner Generator montiert, der besonders in der letzten Phase der Bewegung - beim Vorausschwingen des Beins - angetrieben wird. Dabei bremst der Generator lediglich das Vorwärtsschwingen des Unterschenkels, erklärt Donelan.
Normales Gehen ohne Knie-Dynamo kostete seine Probanden im Test eine Leistung von durchschnittlich 307 Watt. Mit dem Dynamo am Knie waren es 366 Watt, also rund 20 Prozent mehr. Dieser Mehraufwand sei noch inakzeptabel hoch, heißt es in der Studie. Er lasse sich aber aller Voraussicht nach durch neue, leichtere Versionen des Gerätes verringern. Damit könne auch noch mehr Bewegungs- in elektrische Energie gewandelt werden.
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Übersetzte Bewegungen
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Blick in den Knie-Dynamo: Im Gehäuse ist ein Getriebe montiert, das die langsame Bewegungen mit hohem Drehmoment am Knie in schnelle Bewegungen mit niedrigem Drehmonment für den Generator umwandelt.
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Bis zu 54 Watt beim Laufen |
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Sechs Freiwillige hatten den "Energie-Ernter" auf einem Laufband getestet. Dabei wurden auch ihr Sauerstoff-Verbrauch und die Kohlendioxid-Produktion gemessen - daraus lässt sich der Energieumsatz der Probanden bestimmen.
Einer von ihnen entlockte dem Dynamo beim Rennen eine elektrische Leistung von 54 Watt - dabei blieb allerdings unklar, wie viel zusätzliche Muskelleistung dieser Versuchsteilnehmer dafür aufwenden musste.
[science.ORF.at/dpa, 7.2.08]
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01.01.2010 |
