ISH 2021

•••8••• Innovationen Nachdem die starre Holzstruktur (links) mit Säure (oder einem Pilz) aufgelöst wird, bleiben flexible Zelluloseschichten übrig (Mitte / rechts). Foto: ACS Nano / Empa Strom aus dem Parkett Piezoelektrisches Holz kann Trittenergie nutzen F orschende der Empa und der ETH Zü- rich haben Holz in einen Mikro-Gene- rator verwandelt. Wenn es belastet wird, entsteht eine elektrische Spannung. So kann das Holz als Bio-Sensor die- nen – oder Energie erzeugen. Der allerneuste Clou: Damit das Verfah- ren ohne aggressive Chemikalien auskommt, übernehmen in der Na- tur vorkommende, holz-abbauende Pilze die nötigeModifikation. Dass Holz nicht nur als Baumate- rial genutzt werden kann, hat das Team um Ingo Burgert an der Empa und der ETH Zürich schon öfter be- wiesen. In den Forschungsarbeiten geht es häufig darum, die vorhan- denen Eigenschaften von Holz so zu erweitern, dass es sich für völlig neue Anwendungsbereiche eignet. So entstand beispielsweise bereits hochfestes, wasserabweisendes oder magnetisierbares Holz. Nun hat das Team gemeinsam mit der Empa-Forschungsgruppe um Fran- cis Schwarze und Javier Ribera ein ein- faches, umweltfreundliches Verfahren entwickelt, um elektrische Spannung mit einer Art Holzschwamm zu erzeugen, wie sie im renommierten Fachmagazin „Sci- ence Advances“ berichteten. Spannung durch Verformung Will man mit Holz eine elektrische Span- nung erzeugen, kommt der sogenannte piezoelektrische Effekt ins Spiel. Pie- zoelektrizität bedeutet, dass durch die elastische Verformung von Festkör- pern eine elektrische Spannung ent- steht. Dieses Phänomen macht sich vor allem die Messtechnik zunutze, indem sie Sensoren verwendet, die beispiels- weise bei mechanischer Belastung ein Ladungssignal erzeugen. Für derartige Sensoren werden allerdings oft Stof- fe verwendet, die für den Gebrauch im biomedizinischen Bereich ungeeignet sind, etwa Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), das aufgrund des Bleis für den Einsatz auf der Haut nicht in Frage kommt. Au- ßerdem erschwert es eine ökologische Entsorgung von PZT und Co. Den na- türlichen piezoelektrischen Effekt von Holz nutzen zu können, bietet da- her bestimmte Vorteile. Weiterge- dacht könnte der Effekt auch zur nachhaltigen Energiegewinnung dienen. Doch zunächst muss Holz einmal die entsprechenden Ei- genschaften erhalten. Denn ohne spezielle Behandlung des Holzes entsteht bei einer mechanischen Beanspruchung nur eine sehr ge- ringe elektrische Spannung im Verformungsprozess. VomKlotz zum Schwamm Jianguo Sun, Doktorand im Team von Burgert, wendete ein Verfah- ren an, das die Grundlage für diver- se Weiterentwicklungen von Holz bildet: die Delignifizierung. Holz- zellwände bestehen aus drei Grund- stoffen: Lignin, Hemizellulosen und Zellulose. „Das Lignin benötigt ein Baum in erster Linie, um weit in die Höhe wach- sen zu können. Ohne Lignin als stabilisie- renden Stoff, der die Zellen verbindet und das Ausknicken der zugsteifen Zellulose- fibrillen verhindert, wäre das nicht mög- lich“, erklärt Burgert. Um Holz in ein leicht verformbares Material umzuwandeln, muss das Li- Schon wenig Druck kann im Holz- schwamm eine elektrische Spannung erzeugen. Foto: ACS Nano / Empa ISH Contactor Der ISH Contactor ist die internati- onale Suchmaschine und das Branchenverzeichnis für Wasser, Wärme und Klima. Besucher kön- nen sich hier einen Überblick ver- schaffen, wer an der ISH digital teilnehmen wird. Top Themes ISH Energy One of the important, future-ori- ented subjects to be discussed in the energy section of ISH digital 2021 is the Green Deal. Additional- ly, the spotlight will also be on the enormous significance of ventila- tion and air-conditioning equip- ment, especially in the light of the on-going Covid-19 pandemic. Fortsetzung auf Seite 9 So funktioniert ein piezoelektrischer Nanogenerator: Nachdem die starre Holzstruktur (links) mit einer Säure (oder einem Pilz) aufgelöst wurde, bleiben flexible Zelluloseschichten übrig (Mitte). Beim Zusammenpressen entsteht eine elektrische Span- nung. Photo Foto: ACS Nano / Empa Startup@ISH digital Startup@ISH digital setzt den Rahmen, um die Innovations- stärke von Gründern in der Ge- bäudetechnikbranche in das in- ternationale Rampenlicht zu rücken. Als Organisator hat die VdZ Fo- rum für Energieeffizienz in der Gebäudetechnik e.V. ein span- nendes und vielseitiges Konfe- renz- und Networkingprogramm zusammengestellt. ELECTROSTAR GmbH www.starmix.de Hanno Werk GmbH & Co. KG www.hanno.com Hansa Öl- und Gasbrenner GmbH www.hansa-heiztechnik.de Heliotherm Wärmepumpentechnik Ges.m.b.H www.heliotherm.com mobiheat GmbH www.mobiheat.de Worldwide Exhibitions Service Co., Ltd. (WES) www.wes-expo.com.cn Messe­ telegramm Anzeige