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Forschung

Nanoporöses Silizium erzeugt Strom mit Wasser

23. Oktober 2025, 10:23 Uhr | Corinne Schindlbeck

Nur mittels Druck und Wasser entsteht in Siliziumporen Strom durch Reibung. Die Technologie eignet sich dafür, in Bereichen mit hohen mechanischen Drücken eingesetzt zu werden, wie beispielsweise in Stoßdämpfern von Fahrzeugen

Reibungselektrizität im Nanomaßstab: Ein europäisches Forschungsteam nutzt Wasser in Siliziumporen zur Energiegewinnung – ohne exotische Materialien. Was sind mögliche Einsatzgebiete?

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Ein internationales Forschungsteam hat einen neuartigen Fest-Flüssig-Nanogenerator entwickelt, der mechanische Energie in elektrische umwandelt. Grundlage ist nanoporöses, wasserabweisendes Silizium, in dessen Poren Wasser zyklisch ein- und austritt. Die dadurch erzeugte Reibung an der Grenzfläche führt zur Ladungstrennung.
Der sogenannte Intrusion–Extrusion triboelektrische Nanogenerator (IE-TENG) erreicht laut Studie eine Energieumwandlungseffizienz von bis zu neun Prozent – ein Spitzenwert in dieser Materialklasse.

Silizium und Wasser als Energieträger

Die Technologie nutzt ausschließlich Silizium – das am häufigsten eingesetzte Halbleitermaterial – und Wasser. Die präzise kontrollierte Struktur der Siliziummonolithe ist elektrisch leitfähig, hydrophob und nanoporös. Dies ermöglicht eine gezielte Steuerung der Flüssigkeitsbewegung und damit eine reproduzierbare Stromerzeugung.

Anwendungen in Sensorik und Robotik

Mögliche Einsatzgebiete sind autonome Sensorsysteme ohne Batterie, etwa zur Detektion von Wasser, in Wearables oder in der haptischen Robotik. Die stromerzeugenden Eigenschaften der Materialien könnten künftig in selbstversorgten Technologien genutzt werden.

Die Forschung wurde unter anderem vom TUHH-Exzellenzcluster „BlueMat – Water-Driven Materials“ unterstützt. Beteiligte Einrichtungen stammen aus Deutschland, Spanien, Italien, Polen und Lettland.