Mechanische Energiewandler aus Piezokeramik könnten in der Zukunft Batterien und Akkus in kleinen bewegten Verbrauchern überflüssig machen. Die Piezokeramik wandelt die Bewegung in Strom um. Einsatzmöglichkeiten für autarke Energielieferanten gibt es viele: Die Zustandsüberwachung von rotierenden Maschinen und Anlagen, Luftdrucksensoren in Autoreifen oder kleine Sender für die Ortung von Tieren sind nur einige Beispiele. Der Piezo-Effekt basiert auf der Verzerrung von Elementarzellen in der Kristallstruktur bestimmter Materialien, die dadurch einen elektrischen Dipol bilden.
Durch das Deformieren der Elementarzelle entsteht eine Spannung. Für den gezeigten integrierten Energiewandler wurden Keramikfasern aus Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) mit einer Elektrodenstruktur bedruckt. Dadurch lässt sich die mechanisch verursachte elektrische Spannung abgreifen. Um eine möglichst gute Anbindung an die Kunststoffplatte zu erreichen, wurden sie anschließend in den Faserverbundwerkstoff einlaminiert.
Das ausgestellte Exponat nutzt den direkten piezoelektrischen Effekt. Die mechanische Energie durch (schnelles!) Verbiegen der Platte wird in einen elektrischen Ladungsstrom umgewandelt. Dieser Strom bringt die LED zum Leuchten. Es werden mehrere „Pumpbewegungen“ benötig, um genug Energie für das Blinken der LED bereitzustellen.
