Ein Alu-Rohr, ein Stück leitfähiges Metall und drei LEDs: Viel mehr braucht Ann Makosinski nicht, um eine Taschenlampe herzustellen. Eine Lampe, die völlig ohne gespeicherten Strom auskommt, ohne Batterien, Akkus oder Spulen. Sie braucht einfach nur eine warme Hand und eine Umgebung, die kälter ist als der Körper.
Sie habe angefangen, sich für Energiespeicherung zu interessieren, erzählt die Kanadierin in einem Youtube-Video, in dem sie ihre Idee vorstellt. „Da habe ich realisiert, dass Menschen eine großartige Quelle ungenutzter Wärmeenergie sind“, sagt Makosinski.
Also begann sie zu tüfteln. Und machte sich einen altbekannten Effekt zunutze, der auf den deutsch-baltischen Physiker Thomas Seebeck zurückgeht. Der entdeckte 1821, wie in einem Metall durch ein Temperaturgefälle elektrische Spannung entsteht. Je höher der Temperaturunterschied, desto größer die Spannung. Dieses Prinzip liegt heute Thermogeneratoren zugrunde, speziellen Halbleitern, die direkt Wärme in Elektrizität umwandeln können.
Wegen des bescheidenen Wirkungsgrads war das bislang eine exotische Anwendung: Es gab eine Uhr von Citizen, die sich per Köperwärme mit Strom versorgte, es gibt thermoelektrische Kühlschränke mit meist geringer Kühlleistung für den Camping-Bedarf. Auch in der Industrie gewinnt die Thermoelektrizität, trotz großen Potenzials, nur langsam Verbreitung.
Bescheidener Wirkungsgrad, gute LeuchtkraftIhre Lampe baute Makosinski mit einem Peltier-Element. Dahinter verbirgt sich ein thermoelektrischer Wandler, der bei bei Temperaturgefällen geringe Mengen Strom erzeugt. Der Taschenlampe kommt auch der geringe Strombedarf moderner LEDs zugute: Drei davon hat Makosinski in ihrem Prototyp verbaut – für die ist die Abwärme der Hand mehr als genug.
Den Weg zu ihrer "Hollow Flashlight" genannten Handleuchte beschreibt sie in mehreren Schritten: Zuerst fand sie heraus, wie viel Wärme der menschliche Körper in etwa abgibt. Dann suchte sie nach Wegen, die entstehende Spannung zu erhöhen und baute ein paar Transformatoren ein. Sie habe schließlich eine gute Leuchtkraft mit weniger als 15 Milliwatt Input erhalten, erzählt sie. Um die andere Seite des Metallstreifens im Innern der Lampe zu kühlen, montierte sie einfach ein Alu-Rohr daran und ließ die Lampe hinten offen – jetzt leuchtet die Lampe umso heller, je kühler die Umgebungsluft im Vergleich zur Hand ist.
Für alle Bauteile zusammen gab Makosinski etwa 26 Dollar aus - teuer wird die innovative Lampe also nicht, wenn man sie in Serie produziert.
So viel Erfindergeist wird belohnt: Makosinski reichte ihre Idee im Frühjahr zur Google Science Fair ein, setzte sich gegen Tausende Konkurrenten aus mehr als 100 Ländern durch und ist eine von 15 Finalisten des Wettbewerbs. Im September gibt das Unternehmen in seiner Zentrale in Mountain View die Gewinner in drei Altersklassen bekannt. Makosinski hat dann die Chance auf ein 50.000-Dollar-Stipendium und eine Reise zu den Galapagos-Inseln.
Sehen Sie im Video, wie die 15-jährige Kanadierin ihre Taschenlampe vorstellt:
