Jeder, der schon einmal ohne Stromkabel für seinen Laptop, sein iPad oder sein Smartphone war, kennt die Frustration, die das Leben in einer "vernetzten" Welt mit sich bringt. Die Energiegewinnung ist einer der Forschungsbereiche, die unsere Abhängigkeit von der Elektrizität sozusagen aufheben könnten. Energie ist überall um uns herum vorhanden, aber die Herausforderung besteht darin, sie einzufangen und zu speichern, damit wir sie nutzen können, wenn wir "an der Steckdose" sein müssen.
Potomac hat mit Hilfe der Lasermikrobearbeitung neue Arten von Geräten entwickelt, mit denen Soobum Lee, Assistenzprofessor an der Fakultät für Maschinenbau der UMBC, seinen Traum vom Aufladen des Mobiltelefons beim Gehen verwirklichen kann. Dr. Lees Forschung konzentriert sich auf ein beliebtes Thema: die Gewinnung von Energie aus Vibrationen. Er erklärt, dass wir in unserer Umgebung überall auf überschüssige Schwingungsenergie stoßen. Autos, Flugzeuge und sogar Geräte in unserer Küche erzeugen Schwingungen, die von der Maschine nicht genutzt werden.
Im Rahmen des UMBC-Projekts wird eine piezoelektrische Energiegewinnungshaut (EHS) auf ein vibrierendes Substrat laminiert und die umgewandelte Energie dann in einer kleinen Batterie gespeichert. Dr. Lee weist darauf hin, dass Schwingungen in der realen Welt nicht fest sind, sondern zufällig auftreten. Um auf diese Schwankungen reagieren zu können, entwickeln die Forscher Prototypen von Substraten mit ausgeklügeltem Design, die hochpräzise Strukturen benötigen, um die zufälligen Schwingungen aufzufangen.
Mit den Werkzeugen, die in der Ingenieurschule zur Verfügung standen, konnte die Forschungsgruppe die benötigten Präzisionsstrukturen nicht herstellen. Dann hörte Professor Lee einen Vortrag des Präsidenten und CEO von Potomac, Mike Adelstein, an der UMBC. "Mir wurde klar, dass die Mikrofabrikation auf diesem Niveau funktioniert", sagt Dr. Lee. "Und es ist ein zusätzlicher Bonus, dass wir so nah an der Potomac-Anlage liegen."
Die Prototypen, die mit Hilfe von Potomac hergestellt wurden, tragen dazu bei, das Ansprechverhalten des Geräts zu bestimmen. Die Simulationsarbeiten sind fast abgeschlossen, und dann werden die eigentlichen Implementierungstests folgen. "Das Schöne an der digitalen Fertigung", so Dr. Lee, "ist, dass wir unsere Entwürfe schnell und einfach in CAD verfeinern können, damit Potomac neue Substrate herstellen kann, wenn wir bei der Überprüfung der Ergebnisse das Gefühl haben, dass wir Änderungen vornehmen müssen."
Im Moment kann Dr. Lees Energy Harvester kleine Geräte wie drahtlose Sensoren antreiben, aber wir hoffen, dass die hochpräzise Arbeit von Potomac an den neuen Entwürfen dazu beitragen kann, seinen Traum vom Aufladen Ihres Handys beim Gehen zu verwirklichen!
