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Energiegewinnung mit Schuhen: Laufend Strom erzeugen

Während die Nachrichten auf dem Smartphone vor einer heraufziehenden Energiekrise warnen, zeigt das Akkusymbol Nachladebedarf. Erfinder wie Laurence Kemball-Cook machen sich deshalb Gedanken darüber, wie dem wachsenden Energiehunger im Alltag begegnet werden kann. Eine Lösung, die seine Firma Pavegen produziert hat, wurde bereits hier im Magazin vorgestellt: energieerzeugende Bodenplatten. Aus der Weiterentwicklung dieser Idee entstehen nun Schuhe, die ebenfalls Strom durch die Umwandlung der kinetischen Energie erzeugen, die beim Laufen entsteht.

„Schauen Sie sich doch nur einmal an, wie Schuhsohlen durch die Kraft unserer Schritte täglich verschleißen. Diese Energie müssen wir uns zunutze machen“, erklärt Kevin Martel. Der Gründer von Harrys of London möchte innovative Technik mit hochwertigem Design verbinden und ist daher potenzieller Nutzer der Erfindung. Diese basiert genau wie die Bodenplatten auf dem Prinzip des Piezoeffekts, bei dem durch die elastische Verformung von Festkörpern elektrische Spannung entsteht. Rauchern könnte die Methode bekannt sein, da sie in manchen Feuerzeugen zur Erzeugung eines Zündfunkens eingesetzt wird.

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Strom einfach überall erzeugen

Neben Ästhetik ist Komfort entscheidend

Trotz gleicher Technik haben die Schuhe einen großen Vorteil gegenüber den Bodenplatten: sie sind nicht ortsgebunden. „Die Idee ist, dass die Träger der Schuhe ihre Energiequelle ständig bei sich haben“, erklärt Kemball-Cook. Daher hat er bereits Gespräche mit großen Herstellern wie Nike und Reebok geführt, um einen Weg zu finden, die Technik in deren Produkte zu integrieren. Nutzer könnten so ihr Mobiltelefon auf dem Weg zur Arbeit laden oder ihr Wearable beim Joggen mit neuer Energie versorgen.

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In den USA und Kanada wurden ähnliche Ideen zur Nutzung von Bewegungsenergie bereits umgesetzt. Die dabei entstandenen Knie-Apparaturen sind allerdings für den Spezialeinsatz – etwa durch die Feuerwehr – konzipiert, und für den Alltag zu klobig und unpraktisch. Neben der Ästhetik ist nämlich insbesondere Komfort für die tägliche Nutzung entscheidend, wie Martel hervorhebt: „Die Leute wollen vor allem zwei Dinge von ihren Schuhen: Bequemlichkeit und Funktionalität.“

Viel Technik auf kleinem Raum

Der Mensch geht im Leben rund 216 Millionen Schritte

Dieser Umstand erzeugt Probleme, denn in einem Schuh ist der Platz natürlich beschränkt. Trotzdem darf der Nutzer die stromerzeugende Vorrichtung beim Gehen nicht am Fuß spüren. „Die Technik muss viel kleiner und leichter sein. Gleichzeitig ist der Grad der Belastung durch den Druck der Schritte viel höher“, erläutert Kemball-Cook die permanente Beanspruchung der Schuhe im Vergleich mit den Bodenplatten. Bei rund 216 Millionen Schritten, die ein Mensch in seinem Leben geht, ist das Abnutzungspotenzial hoch. Es kommt aber auch eine ganze Menge an kinetischer Energie zusammen, die sich nutzen ließe.

Das wirft allerdings die Frage auf, wie der erzeugte Strom vom Schuh in das Mobile Device gelangen soll. Während Pavegen an dieser Herausforderung noch arbeitet, wollen andere Hersteller unterschiedliche Lösungen anbieten. Eine Möglichkeit sind Akkus, die in eine Innensohle eingelegt und dort durch Laufen aufgeladen werden. Das Unternehmen InStep NanoPower beispielsweise greift auf diese Bauweise zurück und nutzt dabei eine an der Universität von Wisconsin–Madison entwickelte Technik. Bei dieser werden Metall-Mikrotropfen beim Gehen durch ein spezielles Substrat gepresst, um Energie zu erzeugen. Nutzer müssten allerdings ihre Schuhe ausziehen, um an die aufgeladenen Akkus zu gelangen.

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Akku an den Schnürsenkeln befestigt

Entscheidend sind Vorlieben der Käufer und Stromausbeute

Das ist bei den auf Piezo-Technik basierenden Einlegesohlen von SolePower nicht der Fall. Denn deren wasserdichte Akkus werden außerhalb des Schuhs in einer Hülle an den Schnürsenkeln befestigt. Nutzer können ihre Geräte per USB mit dem Akku verbinden und so aufladen. Das ist zwar praktisch, aber nicht unbedingt für jeden ästhetisch akzeptabel und richtet sich hauptsächlich an jene, die in ihrer Freizeit in der Natur unterwegs sind.

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Welche Variante sich schließlich durchsetzen wird, hängt natürlich von den Vorlieben der Käufer und der Höhe der Stromausbeute ab. Ein weiterer wichtiger Faktor ist jedoch auch die Leistungsfähigkeit der Akkus. Denn solange kein Hersteller eine Technik entwickelt, mit der der Strom direkt beim Erzeugen übertragen wird, müssen Akkus über eine möglichst große Speicherkapazität verfügen. Die verzweifelte Suche nach einer Stromquelle für das Mobiltelefon dürfte durch die Ladetechnik im Schuh aber trotzdem bald der Vergangenheit angehören.

Bild 1: Pavegen
Bild 3: Facebook – Pavegen
Bild 4: InStep NanoPower
Bild 5: Sole Power

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