Wie im Fluge

Pumpentechnologie inspiriert vom Flügelschlag

06.05.2015 Sie gilt als das Arbeitstier der chemischen Industrie: die Pumpe. Aus dem prozesstechnischen Alltag ist sie nicht mehr wegzudenken; und das nicht erst seit gestern: Die Archimedische Schraube beispielsweise, die wohl bekannteste historische Fluidenergiemaschine, stammt aus dem 3. Jahrhundert – wohlgemerkt vor Christi. Entsprechend ausgereift ist die Technologie mittlerweile auch, große Sprünge in Sachen Effizienz oder auch echte konstruktive Innovationen gibt es eher spärlich.

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Umso überraschender nun die Meldung aus dem Elfenbeinturm der Wissenschaft, genauer: der New York University of Shanghai. Dort hat ein Team um Prof. Jun Zhang ein neues Prinzip entwickelt, mit dem sich Flüssigkeiten transportieren lassen. Inspirieren ließen sich die Forscher dabei von der Vogelwelt. Das ambitionierte Ziel der Forscher lautet dabei, die Ineffizienz heutiger Maschinen in Nutzenergie zu verwandeln.

Vibration statt Rotation
Wenn es darum geht, Flüssigkeiten von A nach B zu transportieren, setzen Betreiber bisher am häufigsten auf Zentrifugal- und Verdrängerpumpen. Erstere, wenn es darum geht, größere Mengen zu transportieren, Letztere für Aufgaben bei denen die Präzision zählt. Die nun vorgestellte Variante basiert, anders als die etablierte Technik, nicht auf Rotation, sondern Vibration. Dazu liegen sich zwei zackig geformte Platten gegenüber, die in hoher Geschwindigkeit einen Kanal öffnen und dann wieder schließen. So abstrakt dies vielleicht auch im ersten Moment klingt: Das hier zugrundeliegende Prinzip haben sich die Forscher am Flügelschlag eines Vogels abgeschaut und wollen dieses nun einem industriellen Nutzen zuführen. Die ständige Kontraktion der Ratschenpumpe genannten Entwicklung, verbunden mit einem asymmetrischen Design der Platten, ist es, die dazu führt dass sich das zu transportierende Fluid in eine bestimmte Vorzugsrichtung bewegt. Einsatzmöglichkeiten sieht Zhang vor allem im industriellen Bereich, wo Maschinen oft starke Vibrationen verursachen und dadurch ineffizient arbeiten. Denn da diese neue Pumpengeneration ihre Energie aus Vibrationen bezieht, könnte sie sich diese sonst verschwendete Energie zunutze machen und beispielsweise Kühlkreisläufe antreiben. Positiver Nebeneffekt: Durch die aufgefangene Vibrationsenergie würde sich auch gleichzeitig der sonst emittierte Lärm in den Produktionshallen von Unternehmen reduzieren. Top3615

Hier finden Sie die Meldung der NYU Shanghai.

Einen längeren (wissenschaftlichen) Artikel über die Entwicklung finden Sie bei Applied Physics Letters.

Heftausgabe: Mai 2015

Über den Autor

Philip Bittermann, Redaktion
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