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Energie auf Schritt und Tritt sollen künftig patentierte Module liefern, deren Mechanismus auf magnetische Lagerung aufgebaut ist. Foto: REPS

Energie auf Schritt und Tritt sollen künftig patentierte Module liefern, deren Mechanismus auf magnetische Lagerung aufgebaut ist. Foto: REPS

Die Energiewandler: Jeder Schritt soll zu Strom werden

Ein Start-Up aus Wattens will belebte Plätze und viel frequentierte Straßen in grüne Kraftwerke verwandeln.

Es klingt wie Science Fiction und ist doch reine Physik: Flächen, über die viele Menschen gehen oder Autos fahren werden durch Energieumwandlung zu Kraftwerken, die klimaneutral und netzunabhängig Strom erzeugen. Zwei junge Tiroler, der Physik-Student Alfons Huber aus Schwaz und der Pitztaler Elektrotechniker Stephan Plattner haben in Wattens ein Unternehmen gegründet und ein patentiertes System entwickelt, das diese Vision zur Realität machen soll. Wir haben mit den Jungunternehmern gesprochen.

Ihr Produkt trägt den Namen REPS, kurz für Road Energy Production System. Was steckt dahinter?

Alfons Huber: REPS ist ein Energiewandler. Er kann kinetische Energie in sauberen Strom umwandeln, den man wiederum netzunabhängig verwenden kann. Unser System ist in der Lage, Bewegung von Menschen oder Autos abzugreifen und umzuwandeln. Verlegen wir es beispielsweise vor den Eingang eines Supermarktes könnte man so die Lichtanlage speisen. Vor einem stark frequentierten Zebrastreifen könnte man mit der erzeugten Energie Straßenlaternen betreiben. So kann man mit jedem Schritt Energie erzeugen und Teil der Lösung werden. Auf Autobahnen hätte unser System die größte Wirkung. Dort kann es zu einem Kraftwerk werden.

Stephan Plattner: Man kann sich das als eine Art Bodenplatte vorstellen, in die unser Mechanismus eingebaut ist. Je tiefer sie sinkt und je größer die Masse ist, desto mehr Energie lässt sich umwandeln. Wie tief die Platte sinkt, können wir je nach System konfigurieren.

Das klingt erst einmal recht simpel. Was ist so neu an dem Mechanismus, den Sie entwickelt haben?

Alfons Huber: Die kinetische Energie – zum Beispiel ein Schritt – löst unseren Mechanismus aus. Einfach erklärt sind es zwei Magnete, die aufeinander zufahren. Der Mechanismus ist also auf magnetische Lagerung aufgebaut. Durch die Bewegung entstehen Magnetfeldänderungen, die Spannungen induzieren. So wird Energie umgewandelt, die für verschiedene Anwendungsbereiche genutzt werden kann. Neu ist, dass dabei kaum mechanische Reibung entsteht. Die meisten mechanischen Energiewandler brauchen sehr viele Umwandlungsschritte. Bei diesen geht Energie verloren, vor allem in Form von Wärme. Wir benötigen nur einen Umwandlungsschritt.

Stephan Plattner: Grüne Energiewandler müssen sehr effizient sein und eine lange Lebensdauer haben – das kann unser Mechanismus. Soweit ich weiß, werden Autos noch nirgendwo auf der Welt auf diese Weise als Energiequelle genutzt.

Stephan Plattner (links) und Alfons Huber wollen mit ihrem jungen Unternehmen die Schwerkraft nutzen und damit ein neues Industriefeld für umweltfreundliche Energieerzeugung begründen. Foto: WKO/Stefan Ringler

Sie arbeiten jetzt seit zweieinhalb Jahren zusammen. Wie kam es dazu?

Alfons Huber: Ich war lange Handballprofi. Dann habe ich beschlossen mein Physikstudium ernster zu nehmen. Das theoretische Wissen, das ich mir angeeignet hatte, wollte ich unbedingt in der realen Welt einsetzen. Nur war ich leider handwerklich nicht sonderlich begabt.

Stephan Plattner (lacht): Ich komme aus der wirtschaftlichen Richtung, habe aber auch immer schon sehr viel selbst gebaut. Nach der Handelsschule und Jobs bei einer Versicherung und bei Liebherr in Vorarlberg habe ich Mechatronik studiert. Mein Schwerpunkt lag auf Elektrotechnik. An der Uni habe ich Alfons kennengelernt. Er bringt die theoretische Komponente ein, ich die technische Umsetzung.

Und wie kamen Sie auf die Idee, bestehende Energie zu nutzen?

Alfons Huber: Ich habe mich anfangs gefragt: Welche starken Kräfte herrschen auf der Erde? Da liegt die Schwerkraft auf der Hand, die man nur mehr mit Masse kombinieren muss. Also habe ich die Idee in Simulationen gepackt, in Praxistests abgeklopft. Die ersten Rechenmodelle haben gezeigt, dass man mehrere Platten verbauen muss und intelligente Frequentierungen auswählen. Unser System wollen wir also dort einbauen, wo viele Menschen gehen oder viele Autos fahren. Ich durfte in den vergangenen zweieinhalb Jahren schon viel über Technik und praktische Umsetzung lernen.

Wie ist der aktuelle Stand?

Alfons Huber: Wir haben schon mehrere Prototypen und einen positiven europäischen Patentbericht für unseren Mechanismus erhalten. Zudem schließen wir nun recht zeitnah unsere Messungen ab. Als nächsten Schritt leiten wir aus den erreichten Werten realistische Konzepte ab. Mit den Einbauten wollen wir in die Welt hinaus. Wir sind stolz, dass wir nach so kurzer Zeit schon so weit sind. Schließlich eröffnen wir ein neues Industriefeld.

Stephan Plattner: Unser Hauptaugenmerk liegt darauf, möglichst viel Energie aus möglichst wenig Weg zu generieren. REPS soll ein ganzes Verlegesystem werden. Bis dahin holen wir uns noch Unterstützung in der Entwicklung, vor allem dabei, die Platten straßentauglich zu machen. Wir sind aber auf einem guten Weg. Es haben sich schon Menschen gemeldet, die uns finanziell unterstützen wollen.

Welche Rohstoffe braucht es für diese Bodenplatten und woher kommen sie?

Alfons Huber: Die Magnete bestehen aus Neodymium. Sie werden zu 95 Prozent in China produziert, weil dort die Abbaugebiete des Metalls liegen. Aktuell sind wir auf der Suche nach Lieferanten. Wir könnten aber etwa auch mit Ferrit, einem weiteren, günstigeren Rohstoff, substituieren. Wir konzipieren die Platten so, dass die Magnete schnell und einfach zugänglich sind. So können wir sie ausbauen und remagnetisieren. Wir wollen darauf hinarbeiten, die Magneten in Zukunft selbst herzustellen und nur mehr den Rohstoff zu beziehen. Bei Verwendung halten Neodymium-Magneten etwa 30 Jahre lang. Werden sie nicht verwendet, haben sie eine Lebensdauer von Hunderten von Jahren.

Das hört sich doch recht ressourcenintensiv an?

Alfons Huber: Wir wollen Teil der Lösung sein und fühlen uns der Nachhaltigkeit verpflichtet. Deshalb sind wir auch beim Impact Hub Tirol dabei, einem Zentrum für soziale und ökologische Innovation. Dort haben wir Berechnungen zur „energetischen Amortisierung“ der Magnete angestellt – also modelliert, ab welchem Zeitpunkt das Verlegesystem mehr CO2 einspart als es bei Abbau und Anlieferung der Rohstoffe, beim Einbau des Systems und dessen Wiederverwertung erzeugt. Das Ergebnis: Baut man ein System auf Autobahnen ein, amortisiert es sich binnen weniger Monate. Wir wollen einen möglichst großen, grünen Impact schaffen. Dafür nehmen wir in Kauf, dass erst einmal Energie aufgewandt werden muss.

Wie viel Strom könnten solche Verlegesysteme erzeugen, wenn sie dann auf den Straßen verbaut sind?

Stephan Plattner: Wir müssten rechtliche Vorgaben beachten. Das heißt, wir dürfen mit dem Verlegesystem nur an solchen Stellen Energie abgreifen, wo sie ohnehin verloren geht. Etwa bei Autobahnausfahrten, bei Geschwindigkeitsbegrenzungen oder bei Mautstellen.

Alfons Huber: Wir haben ein paar Modellberechnungen angestellt. Auf der Bahnhofsstraße hier in Wattens frequentieren täglich 14.000 Autos. Mit einem 80 Meter langen Verlegesystem könnte man hier 200.000 kWh sauberen Strom im Jahr generieren. Ein anderes Beispiel ist die A13-Brenner-Mautstelle. Dort frequentieren bis zu 2,7 Millionen Lkw jährlich. Aus deren Überfahrten allein könnte man in einem Jahr bis zu drei Millionen kWh sauberen Strom gewinnen. Auf Autobahnen kommen wir auf Werte von bis zu acht Millionen kWh im Jahr.

Was soll mit dem Strom passieren, ist er erst einmal generiert?

Alfons Huber: In unserem System sind auch sogenannte Superkondensatoren eingebaut. Mit diesen lässt sich der Strom auch für einige Tage zwischenspeichern. Man könnte also Energieerhaltungssysteme schaffen – also den Strom etwa in das Beleuchtungssystem oder E-Tankstellen einspeisen, je nach Bedarf. Zweiteres bietet sich wegen des Booms der E-Mobilität natürlich an. Andere Möglichkeiten sind den Strom direkt ins Netz einzuspeisen oder zu speichern.

Stephan Plattner: Je nach Standort muss man sich ansehen, was die praktikabelste Lösung ist. Mautstellen bieten aber gute Voraussetzungen. Sie haben Netzanschlüsse und brauchen selbst Strom, etwa für die Beleuchtung. Die ASFINAG hat als Zukunftsvision, den Strom, den sie verbraucht, selbst zu produzieren. Dabei könnten Lösungen wie unsere helfen.

Sie sagen, das Verlegesystem könnte auch Daten erfassen. Welchen Vorteil hätte das?

Alfons Huber: Man könnte Fußgängerflüsse messen, zum Beispiel vor Einkaufszentren oder an touristischen Hotspots. Anhand von Algorithmen könnte man so darstellen, wie viele Menschen sich wann wohin bewegen. Die Daten sind anonymisiert, es würden also keine Kameras zum Einsatz kommen. Eine weitere Möglichkeit: Man könnte mit dem Strom, der erzeugt wird, Sensoren betreiben. Mit denen ließen sich CO2-Werte oder Parameter der Luftverschmutzung messen.

Was kostet ein Verlegesystem? Wer könnte es sich leisten?

Stephan Plattner: Das können wir noch nicht so genau sagen, da es immer auch von den spezifischen Anforderungen abhängt. Die großen Verlegesysteme wären wohl durch die öffentliche Hand zu finanzieren. Sie sind eine nachhaltige Investition, die sich schon nach wenigen Jahren rechnet.

Wagen wir einen Blick in das Jahr 2030. Wie sollen REPS-Systeme im Einsatz sein? Welchen Beitrag leisten sie zur Energiewende?

Stephan Plattner: Es wäre fantastisch, wenn wir dann die Straße erobert haben. Damit unsere Verlegesysteme sauberen, grünen Strom direkt an der Autobahn gewinnen und damit einen Teil des Energiebedarfes zu decken helfen. Und wenn jeder weiß, dass die Erfindung aus dem Herzen Tirols kommt.

Alfons Huber (lacht): Ja das wäre ein Traum. Wunderbar wäre, wenn mithilfe von REPS ein ganzes Atomkraftwerk ersetzt werden könnte – und zwar ohne dafür weiter in die Natur einzugreifen und mehr Fläche zu verbrauchen. Man könnte das System auch auf Gondeln anbringen. REPS soll überall in den Alltag integriert werden, wo Bewegung entsteht: vor Supermärkten, in U-Bahn-Stationen, auf Autobahnen und Bundesstraßen. Denkbar ist vieles. Man könnte unseren Energiewandler zum Beispiel auf Auto-Stoßdämpfer montieren und so Strom erzeugen. Auch bei Türgriffen könnte er zum Einsatz kommen.

Eine Lösung im Kleinen, die sich auch skalieren ließe?

Alfons Huber: In ländlichen Gebieten, etwa in Indien, gibt es zwar Autos und Motorräder, dafür aber oft keinen Strom. Hier könnte man die Energiewandler verwenden, damit die Menschen vor Ort nicht mehr den Dieselgenerator anwerfen müssen, wenn sie das Licht andrehen, oder Fernseher und Radios betreiben wollen. Photovoltaik, Windkraft oder eben auch unser Verlegesystem werden für sich allein genommen nicht genügen, um die Energiewende zu schaffen. Deswegen brauchen wir jetzt alle diese Technologien, um von fossilen Energien und Atomstrom loszukommen. Das erfordert Offenheit und Mut.


Factbox:
Warum ist das gut für das Klima?
Der Energieverbrauch steigt. Die Verbrennung von fossilen Energieträgern bringt immer mehr CO2 in die Atmosphäre. Im Bereich der Atomenergie fehlt es noch immer an Lösungen für die Endlagerung. Die nachhaltigen Alternativen Photovoltaik, Wasser- und Windkraft brauchen Flächen, was mancherorts zu Nutzungskonflikten führt. Die Energiewandler von REPS könnten Strom erzeugen, ohne Fläche zu verbrauchen. Nach einer klassischen Berechnung speichert eine Kilowattstunde sauberer Strom im Vergleich zur fossilen Energieerzeugung 0,8 Kilogramm CO2 ein. Ein Verlegesystem bei der Brenner-Mautstelle würde rund 2.400 Tonnen CO2 im Jahr einsparen. 1.000 solcher Systeme würden so viel Strom erzeugen wie ein mittleres Kernkraftwerk – und könnten 5.600.000 Tonnen CO2 jährlich einsparen.

Laura Anninger (27) ist freie Journalistin. Sie arbeitet zu den Themengebieten Umwelt, Ökosysteme und Landwirtschaft sowie darüber, wie diese durch die Klimakrise beeinflusst werden. Laura Anninger lebt in Salzburg.

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18 Postings

Burgi

Habe ich das richtig verstanden? Fossile Energie (Benzin oder Diesel) oder Strom (Elektromotor) hiwird in Bewegungsenergie (Autos) umgewandelt und dann die Bewegungsenergie wieder in Strom? Von wegen "keine Umwandlungsprozesse"! Also sollten wir viel mit energieintensiven Autos fahren, damit wir Strom erzeugen? Meiner bescheidenen Meinung nach beißt sich hier die Katze in den Schwanz und ed liegt dem Ganzen noch sehr viel an fossiler Energie zugrunde! Dasselbe Prinzip mit Fußgängern und Radfahrern finde ich vertretbar!

 
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    senf

    Nein @burgi, das hast du nicht korrekt verstanden.

    Verlegesysteme - wie oben erklärt - sollte man in Kaufhäusern, öffentlichen Gebäuden und in Wohnsilos entlang von Treppenstufen und Gänge installieren, denn im Treppen- auf und absteigen mit dem vollen Einkaufstascherl wird viel Schwerkraft durch Muskelkraft aus den Haxn über die Superkondensatoren in Energie umgewandelt, mit der dann die Gang- & Hausbeleuchtung, eventuell auch die Türklingel versorgt werden kann. Damit das auch funktioniert und Sinn macht, müssen sämtliche Lifte und Rolltreppen verschwinden, denn diese noblen Hilfsgeräte verbrauchen Tag und Nacht ja Unmengen an Energie. Ja und die stressgeplagten, stinkfaulen und gehverdrossenen Menschen würden durch die Bewegung wieder voll fit und das ohne abendlichen Jogging im Wald, in dem man bequemerweise ja erst mit dem SUV-Stinker hinfährt! 🥴 😀 🤾‍♂️

    Als Testlauf würde ich den beiden Jungs den Fussabstreifer vom Hauseingang beim Mcdonald's empfehlen, dort ist ja ganzjährig haufenweise in Bewegung.

    Burgi, hoffentlich verstehst du Spass. Die Idee halte ich für genial und einleuchtend. Die beiden Jungs sind auf gutem Weg und werden sicher etwas marktfähiges aus die Staudn bringen.

     
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steuerzahler

Energie entsteht nicht im Nichts. Wenn mit den Energiewandlern Strom erzeugt werden soll, muß dafür an anderer Stelle Energie erzeugt werden. Das bedeutet für Autos oder Menschen, daß sie umso mehr Energie für ihre Fortbewegung aufwenden müssen. Der Widerstand für die Bewegung wird höher. Das muß zusätzlich überwunden werden. Also nichts als Humbug.

 
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    steuerzahler

    Die Nichtzustimmer sollten mal erklären, woher die Energie wohl kommt. Wie der Name schon sagt, "Energieumwandler" heißt nichts anderes, als das Energie, die von irgendetwas oder irgendjemand erzeugt wird, umgewandelt wird. Daher hat z.B. der Fußgänger oder das Fahrzeug einen entsprechend höheren Aufwand.

     
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      DantesInferno

      Gut, dann bekommst du gerne eine Antwort. Die Energie kommt vom Mensch. Soll ich nun genau erklären wie die Energiebereitstellung der Zellen im Menschen funktioniert? Jedenfalls wird durch die Aufnahme von Nahrung dann wieder Energie für Bewegung bereitgestellt und diese kann genutzt werden.

      Warum das also "Humbug" sein soll erschließt sich mir nicht. Es ist Schlicht eine gute Idee diese Energie zu nutzen die ansonsten ungenutzt bleibt.

      Wer das alles sinnlos findet kann ja dann einfach daneben am Beton laufen und muss halt einfach hoffen das er auf wundersame Weise irgenwie Strom aus der Steckdose bekommt.

      Nur mal so nebenbei: Jegliche Stromerzeugung wird durch eine andere Energie ermöglicht, sogar Sonnenenergie.

       
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      steuerzahler

      Auch der Mensch muß diese Energie erzeugen und wird daher belastet. Nun könnte man das unter Training verbuchen, ist sicher gesund. Besser wäre es, in den Fittnesstudios die Geräte auf Stromerzeugung umzustellen. Dort ist der Energieaufwand ja gewollt und könnte die Klimatisierung betreiben. An den Autobahnen ist es kontraproduktiv. Die Fahrzeuge müssten mit schlechtem Wirkungsgrad und entsprechenden Emissionen diese Energie erzeugen. Das geht viel besser im Kraftwerk mit Kraft- Wärmekopplung und entsprechender Reinigungstechnik. Darum Humbug...

       
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      miraculix

      Ich versuche es auch noch: Bei dem System soll die "Umwandlung von Energie" genau an den Plätzen erfolgen, wo es hohe Frequenz an Füßgänger*innen, Fahrzeugen usw gibt. Die sind ja sowieso unterwegs und kommen nicht extra für die Energieumwandlung vorbei. Praktisch würde ein Teil der für die Bewegung von Menschen und Fahrzeugen verwendeten Energie zurückgewonnen und in elektrische Energie umgewandelt, die dann weiter umgewandelt werden kann in Licht, Wärme oder andere Bewegung. Eigentlich nicht so schwer zu verstehen ...

       
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      Photon 07

      Die Idee: Energie aus dem "Bremsvorgang" nutzbar machen; der Aufwand steht allerdings in (k)einem Verhältnis.

       
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      steuerzahler

      Ganz besonders lustig wird es, wenn auf den Autobahnen dann Elektroautos fahren und Strom erzeugen, mit dem dann andere Elektroautos geladen werden. Nach spätestens 3 bis 4 Zyklen ist dann alles in Verlustwärme umgewandelt.

       
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      steuerzahler

      @ miraculix: die zur Umwandlung in Strom notwendige Arbeit muß zusätzlich geleistet werden. Da wird nichts, wirklich gar nichts, zurückgewonnen.

       
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    r.ingruber

    Energie kann gar nicht erzeugt werden, auch nicht "an anderer Stelle". Es kann nur vorhandene Energie in nutzbare Formen umgewandelt werden.

     
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      Photon 07

      Moment; ich erzeuge aus Materie Energie und wandle Leder zu einem Schuh, oder doch umgekehrt, oder wie?

       
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      steuerzahler

      Ja, ist korrekt, Energie kann durch Arbeit in eine andere Form umgewandelt werden.

       
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    Photon 07

    Erklären, dass sie (nichtzustimmer) "Null Ahnung" von Physik haben, Physik "Humbug" ist?

     
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miraculix

Das Sprachbild vom Tropfen, der das Fass zum Überlaufen bringt, könnte helfen: Wir haben alle das Bild dazu in unseren Köpfen. Genau wie der eine Tropfen kann jede noch so kleine Änderung etwas bewirken ...

So lange Energie billig war, war sie in der Wahrnehmung der meisten kaum Thema. Das hat sich jetzt allerdings recht schnell und unangenehm spürbar geändert. Hohe Energiepreise motivieren vielleicht dazu, ein bisschen mehr oder ein bisschen öfter nachzudenken. Wenn dabei Erfindungen "passieren", soll es uns recht sein. Es würde aber auch schon etwas bewirken, wenn jede*r ganz persönlich einen Weg findet, um in Zukunft eine Kleinigkeit anders zu machen.

 
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    senf

    Bis zum ersten Energieschock Anfang der Siebzigerjahre hat sich niemand Gedanken zum Sparen oder über Alternativen gemacht, es konnte ja nur vorwärts und aufwärts gehen. Speziell die Amis mit ihren überdimensionierten Hubräumen in bereiften Blechschüsseln und ihrer Gigantomanie allgemein. Auch die Europäer haben ihre Wirtschaft auf Ölreichtum, Kohlepott und Kernreaktoren aufgebaut. Erst die damals einhergehende Wirtschaftskrise hat viele Birnen zum Nachdenken angeregt und findige Leute waren am Zug, denn Erdöl gehe mit der Jahrhundertwende zu Ende, so der Tenor der damaligen Energiefoscher.

    4,07 Mia Menschen gab es damals weltweit und lediglich an die 10% davon verschleuderten Unmengen an Energie. Erst die Umweltbewegungen der 80gerjahre bekamen Auftrieb, hatte doch das Buch Global 2000 als Umweltbericht an Jimmi Charter ein düsteres Bild für die Menschheit mit ihrem Energiehunger vorausgesagt, ebenso der Club of Rome, in der Publikation "Grenzen des Wachstums".

    Die heutige Klimaerwärmung mit all ihren Auswirkungen war bereits damals ein Thema, leider nur ein Randthema, das vor allem durch die Ausbreitung der Wüstenregionen Angst machte. Von China, Asien, den heutigen Dreckschleudern an CO² war noch kaum die Rede, auch nicht von der Erderwärmung durch den Menschen. Was haben wir aus der Krise eigentlich gelernt?

    Unserer Rücksichtnahme, die jeden Einzelnen auf die weltweiten Probleme kann zu Lösungen führen. Wer sich aber in seiner näheren Umgebung etwas umhört, muss erkennen, wie weit wir davon insgesamt noch weg sind. Der Egoismus der Moderne scheint noch viele Blüten zu haben.

    @miraculix, deine letzter Absatz 💯%

    Den beiden Buben viel Erfolg!

     
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Nickname

Ganz so neu scheint die "Erfindung" doch nicht zu sein . Habe darüber schon vor langer Zeit gelesen! Dazu ein Artikel aus dem Jahre 2013.

https://www.welt.de/wissenschaft/article119738185/Den-Strom-der-Zukunft-gewinnen-wir-im-Vorbeigehen.html

 
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so ist es vielleicht

Tip-Top!!! Alles was der Umwelt förderlich ist, gehört unterstützt. Und hoffentlich gelingt die Energiewende dann durch viele neue Ideen, wie diese hier!!!! Weiter so! 👌👍

 
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