Bio-Kondensator statt Batterie

Forscher der University of California, Los Angeles (UCLA) und der University of Connecticut haben ein umweltfreundliches Energiespeichersystem entwickelt, das auf Basis geladener Partikel sowie Ionen aus Flüssigkeiten des menschlichen Körpers funktioniert. Dieser biologische 'Superkondensator' ist für die Gesundheit des Menschen unbedenklich. Er trägt zur Entwicklung nachhaltigerer Herzschrittmacher und anderer implantierbarer medizinischer Devices bei.

'Superkondensatoren sind zum Speichern der gewonnenen Energie da, typischerweise gewonnen durch Konversion mechanischer Bewegungen, Temperaturgradienten oder auch durch elektromagnetische Strahlung in elektrische Energie. Die Energie muss gespeichert werden, da die primäre Energie oft nur vorübergehend zur Verfügung steht (zum Beispiel durch Körperbewegungen) und die erzeugte Energie nicht sofort verbraucht wird', schildert Eugenijus Kaniusas vom Institute of Electrodynamics, Microwave and Circuit Engineering der Technischen Universität Wien im Gespräch mit pressetext.

Im vorliegenden Fall tragen auch die geladenen Teilchen im Körper zur Aufladung eines Superkondensators bei. 'Dieser Ansatz ist neu und sinnvoll. Dennoch muss erst nachgewiesen werden, ob sich dieser im Langzeitbetrieb, der bei Herzschrittmachern relevant ist, als unbedenklich herausstellt. Wenn ich geladene Teilchen zur Aufladung eines Kondensators verwende, muss ich diese Teilchen entweder entladen oder abbremsen, denn der Körper muss es schadlos ausgleichen können', resümiert Kaniusas.

Herzschrittmacher, die Herzrhythmusstörungen beheben, sowie andere implantierbare Geräte schützen, retten unzählige Leben. Die Stromversorgung erfolgt normalerweise mittels Batterien, die sich entleeren und daher im Zuge eines Eingriffs zu ersetzen sind. Zusätzlich enthalten Batterien toxische Materialien, die das Leben des Patienten im Falle eines Lecks gefährden können. Der neue Superkondensator verzichtet gänzlich auf den Einsatz von Batterien.

'Während Herzschrittmacher, die auch der Überwachung dienen, eine relativ lange Lebensdauer haben, da sie nur minimale Stromstöße abgeben, müssen modernere Geräte, die ein breites Spektrum an Funktionen abdecken, wie beispielsweise intrakardiale Defibrillatoren, häufiger getauscht werden', erklärt Günther Wawrowsky, Facharzt für Innere Medizin in Purkersdorf, gegenüber pressetext. Zur Feststellung gäbe es medizinische Zentren, welche die Leistung ein- bis zweimal jährlich überprüfen.

Die Ladung des Gerätes erfolgt mithilfe von Elektrolyten, die sich in biologischen Flüssigkeiten des menschlichen Körpers, wie Blut, Serum sowie Urin befinden. Der Superkondensator arbeitet zusammen mit dem sogenannten 'Energie-Harvester'. Dieser wandelt Hitze und Bewegung in Elektrizität um. Diese Energie wird anschließend vom Superkondensator erfasst. 'Die Kombination aus diesen beiden Komponenten liefert Energie für implantierbare Devices, die lebenslang halten und nicht getauscht werden müssen', so Maher El-Kady von der UCLA.

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