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Effiziente Energieumwandlung ersetzt riskante Operationen

Batteriebetriebene Geräte sind überall im Einsatz. Dabei sind Batterien umweltschädlich, weil sie giftige Stoffe enthalten und ineffizient, weil für die Produktion einer Batterie mehr Energie aufgewendet wird als sie später wieder zurückgibt. Wie Batterien ersetzt werden könnten durch die Umwandlung von ungenutzter Energie zum Beispiel in Wärme, Wasser oder der Luft, erforscht der Doktorand Chengdong Yuan derzeit am Fachbereich Ingenieurwissenschaften der Jade Hochschule.

Ziel des Promotionsvorhabens ist die Entwicklung miniaturisierter Energiewandler. Diese könnten beispielweise in der Medizintechnik zum Einsatz kommen: Durch die Umwandlung von Körperwärme oder -bewegung in elektrische Leistung kann die Lebensdauer von elektrisch aktiven Implantaten wie Herzschrittmachern verlängert werden  – und damit die aufwendige und riskante Operation zum Tausch des Implantats vermieden werden. «Wir Menschen sind alle kleine Batterien», erklärt Prof. Dr.-Ing. Tamara Bechtold, Betreuerin des Promotionsvorhabens. Der Körper als Quelle thermischer Energie würde beispielsweise durch die Temperaturdifferenz von 36,5 Grad innen und rund 22 Grad auf der Haut elektrische Spannung erzeugen, die für den Betrieb eines Implantats genutzt werden könnte.

Auch in der Industrie könnten miniaturisierte Energieumwandler eingesetzt werden. «Viele Maschinen sind rund um die Uhr im Einsatz und vibrieren während des Betriebs», erklärt die Professorin. «Diese Vibrationsenergie könnte umgewandelt in elektrische Energie anders genutzt werden, zum Beispiel um Sensoren zu betreiben.»
Eine Herausforderung ist, dass die Geräte äußerst klein - für medizinische Implantate teilweise kleiner als ein Zentimeter - und trotzdem effizient sein müssen. «Mikrosysteme sind als Sensoren für Beschleunigung, Druck oder Sprache schon millionenfach in Automobilen und Mobiltelefonen im Einsatz», erklärt Prof. Dr.-Ing. Tamara Bechtold. Die Erzeugung elektrischer Leistung aus Energieformen der Umgebung sei jedoch ein neues Anwendungsfeld für Mikrosysteme, insbesondere in der Medizintechnik. «Sie müssen funktionieren, extrem klein und günstig in der Produktion sein», beschreiben die Professorin und ihr Doktorand die Herausforderungen des Projektes.

Herzschrittmacher - wie hier im Bild - könnten durch miniaturisierte Energieumwandler mit elektrischer Energie versorgt werden. Foto: Swapan/fotolia

 

Die Promotion von Chengdong Yuan zum Thema «Parametrische Modellordnungsreduktion von mikrosystemtechnischen Energiewandlern» wird durch das hochschuleigene Promotionsprogramm der Jade Hochschule gefördert und in Kooperation mit der Universität Rostock durchgeführt.

 

Quelle: www.jade-hs.de

Aktuell

ZHAW Science Week seit fünf Jahren: spannende Kurse für Jugendliche

Was ist in Chips drin? Haben Roboter Gefühle? Ist Rotkohl rot oder blau? Antworten auf diese und andere Fragen gibt die Science Week vom 6. bis 10. August 2018 an der ZHAW in Wädenswil. Ju- gendliche zwischen 12 und 15 Jahren werden zu Forscherinnen und Forschern und erleben Naturwis- senschaften hautnah. Dabei experimentieren sie selbst und setzen das Gelernte in die Praxis um. Die Science Week wird 2018 bereits zum fünften Mal durchgeführt.

Die ZHAW Science Week schreibt Erfolgsgeschichte. Das bunte Programm rund um Naturwi ssenschaften lockt seit 2013 jährlich rund 200 Jugendliche an. Sie erleben Hochschule hautnah und werden selbst zu For- schenden. Im Durchschnitt besuchen sie zwei bis drei Kurse. Vor zwei Jahren wurde die Science Week um zwei Angebote erweitert. Neu bekommen auch jüngere Geschwister im Alter zwischen 6 und 11 Jahren ei- nen Einblick in die Naturwissenschaften. Und mit dem «Girls-Only-Day» werden Mädchen angesprochen, die sich für die MINT-Disziplinen interessieren, aber in ihrem Kurs unter sich bleiben wollen.

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11. - 15. Juni 2018
Frankfurt am Main
Weltforum und Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

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Seminar: Messen, regeln, mischen und generieren von geringen Gasmengen

 

Seminar: Messen, regeln, mischen und generieren von geringen Gasmengen

7.Juni 2018

 

Sählihof, Riggenbachstrasse 8, Olten

Seminar: Messen, regeln, mischen und generieren von geringen Gasmengen

 

Veranstalter: Contrec AG

Tel 0447463220

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https://www.contrec.ch/seminar-gase-regeln

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ILMAC Lausanne

ILMAC Lausanne

3. und 4. Oktober, 2018
Expo Beaulieu Lausanne
für die frabzösischsprachige Schweiz
Platforme pour la chimie, la pharmacie et la biotechnologie

ilmac.ch/lausanne

 

IFAS 2018

 

IFAS 2018

23.-26. Oktober 2018
Messe Zürich
Fachmesse für den Gesundheitsmarkt

www.ifas-messe.ch