Laufende Stromversorgung 17.07.2015, 07:00 Uhr

Army-Forscher entwickeln ultradünne Solarzellen für den Kampfanzug

Forscher der US Army haben offenbar ultradünne Solarzellen entwickelt, die in die Uniform integriert werden können und Soldaten unabhängig von Batterien mit Strom für Funkgeräte und elektronische Waffen versorgen. Ob sie schon genügend Strom erzeugen, also einen brauchbaren Wirkungsgrad haben, verrät die Armee noch nicht.

Soldaten der US Army im Jahr 2008 etwa 30 km vor Bagdad: Für Funkkontakte und elektronische Zielsteuerung benötigt jeder Soldat dauernd Strom. Jetzt haben Army-Forscher eine ultradünne Solarzelle entwickelt, die in die Uniform eingewebt werden kann und den Soldat bei Licht mit ausreichend Strom versorgen soll. Das Mitschleppen von Batterien am Mann soll dadurch weitgehend entfallen.

Soldaten der US Army im Jahr 2008 etwa 30 km vor Bagdad: Für Funkkontakte und elektronische Zielsteuerung benötigt jeder Soldat dauernd Strom. Jetzt haben Army-Forscher eine ultradünne Solarzelle entwickelt, die in die Uniform eingewebt werden kann und den Soldat bei Licht mit ausreichend Strom versorgen soll. Das Mitschleppen von Batterien am Mann soll dadurch weitgehend entfallen.

Foto: Christopher McKenna/US Army

US-Soldaten sind mit einer Vielzahl von Stromverbrauchern wie Handfeuerwaffen mit elektronischer Zielerfassung, Funkgeräten und interaktiven Navigationssystemen ausgestattet. Mit Energie versorgt werden sie mit Batterien, eine schwere Last, die die Einsatzfähigkeit behindert. Außerdem ist eine eigene Logistik erforderlich, um die Kämpfer stets mit frischen Akkus auszustatten.

1000 Mal dünner als ein Blatt Papier

Army-Forscher arbeiten deshalb seit langem daran, Solarzellen zu entwickeln, die in die Kampfanzüge integriert werden können. Jetzt haben sie es nach eigenen Angaben geschafft. In der Zeitschrift „Army Technology“ und auf der offiziellen Homepage der US-Armee beschreiben Michael Scalora, Physiker in der Army-Forschungsabteilung, und seine Mitarbeiter eine wahrlich revolutionäre Solarzelle. Sie ist 1000 Mal dünner als ein Blatt Papier, wandelt direktes und diffuses Licht in Strom um, muss also nicht auf die Sonne gerichtet sein, verarbeitet alle Frequenzen des Sonnenlichts und ist robust wie ein Betonblock.

Alle Wünsche des Militärs sind erfüllt

Mit diesen Eigenschaften erfüllt die Zelle sämtliche Anforderungen des US-Militärs. Über den Wirkungsgrad schweigen die Forscher allerdings, verraten auch nicht viel über den Aufbau der Zelle, die sie patentieren ließen. Sie sprechen von unterschiedlichen fotovoltaisch aktiven Schichten, die offensichtlich jeweils ein bestimmtes Frequenzband verarbeiten.

Die US-Forscher Domenico de Ceglia, Neset Akozbek, Dr. Michael Scalora und Maria Antonietta Vincenti (v.l.n.r.) testen die neuartigen Solarzellen, die 1000 mal dünner als ein Platt Papier sein sollen.

Die US-Forscher Domenico de Ceglia, Neset Akozbek, Dr. Michael Scalora und Maria Antonietta Vincenti (v.l.n.r.) testen die neuartigen Solarzellen, die 1000 mal dünner als ein Platt Papier sein sollen.

Foto: Nikki Montgomery/US Army

Diese Lösung haben auch andere Forscher gefunden, etwa die am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme. Deren Solarzellen sind allerdings um ein Vielfaches dicker und auch nicht flexibel, zwei Eigenschaften, die sie für den Einsatz auf Uniformen disqualifizieren.

Eine offensichtlich wichtige Rolle spielen bei der Army-Zelle hauchdünne Gold- und Silberschichten. Welche Funktion sie haben, verraten die Forscher allerdings nicht. Die hohen Kosten der Edelmetalle spielen keine Rolle, weil die Schichten nur nanometerdünn sind. Sie erreichen ein Gewicht noch weit unterhalb des Mikrogrammbereichs.

Zivile Nutzung ist denkbar

„Billige, kompakte, flexible und effiziente Solarzellen können alle militärischen Geräte mit Strom versorgen, vor allem wichtig in abgelegenen Regionen“, sagt Scalora. Die neue Technik werde auch im zivilen Bereich Bedeutung erlangen. „Schlüsseltechniken für die Entwicklung der Zellen sind Fortschritte in der Nanotechnologie, bei Nanoproduktionstechniken und in der Dünnfilmproduktion“, so Scalora. Auch in Deutschland arbeiten Forscher an ultradünnen, flexiblen Solarzellen.

Auf Batterien völlig verzichten können die US-Soldaten jedoch nicht. Denn wenn sie in dunklen Kellern oder in der Nacht Restlichtverstärker nutzen, hilft auch die beste Solarzelle nichts.

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