Das KAIST (Präsident Kwang Hyung Lee) gab am 9. Juni bekannt, dass ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Kyeongha Kwon von der Fakultät für Elektrotechnik in einer gemeinsamen Studie mit dem Team von Professor Hanjun Ryu von der Chung-Ang-Universität ein selbstversorgtes drahtloses Kohlendioxid (CO2)-Überwachungssystem entwickelt hat. Dieses innovative System erntet feine Schwingungsenergie aus seiner Umgebung, um die CO2-Konzentration regelmäßig zu messen.
Mit diesem Durchbruch wird ein entscheidender Bedarf bei der Umweltüberwachung gedeckt: Es geht darum, genau zu verstehen, „wie viel“ CO2 emittiert wird, um den Klimawandel und die globale Erwärmung zu bekämpfen. Die CO2-Überwachungstechnologie ist hierfür von zentraler Bedeutung. Die bestehenden Systeme sind jedoch größtenteils auf Batterien oder ein kabelgebundenes Stromversorgungssystem angewiesen, was Einschränkungen bei der Installation und Wartung mit sich bringt. Das KAIST-Team hat dieses Problem durch die Entwicklung eines kabellosen Systems gelöst, das ohne externe Energieversorgung funktioniert.
Kernstück dieses neuen Systems ist ein „trägheitsgetriebener triboelektrischer Nanogenerator (TENG)“, der Schwingungen (mit Amplituden von 20-4000 ? und Frequenzen von 0-300 Hz), die von Industrieanlagen oder Pipelines erzeugt werden, in Strom umwandelt. Dies ermöglicht regelmäßige CO2-Konzentrationsmessungen und eine drahtlose Übertragung ohne Batterien.
Das Forschungsteam verstärkte erfolgreich feine Vibrationen und induzierte Resonanz durch die Kombination von federbefestigten 4-Stapel-TENGs. Sie erreichten eine stabile Leistungserzeugung von 0,5 mW unter Bedingungen von 13 Hz und 0,56 g Beschleunigung. Die erzeugte Leistung wurde dann zum Betrieb eines CO2-Sensors und eines Bluetooth Low Energy (BLE) System-on-a-Chip (SoC) verwendet.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2025.110872
