Plus 2026-01-14T08:00:00Z Strom aus dem Parkett

Wird Holz mechanisch beansprucht – wenn etwa Menschen darüber gehen – entsteht eine geringe elektrische Spannung durch den so genannten piezoelektrischen Effekt. Schweizer Forschende haben diesen Umstand genutzt, um ein Parkett zu entwickeln, das Strom generieren kann. Eine mögliche Anwendung sind smarte Holzböden mit Sensoren, die den dafür benötigten Strom gleich selbst liefern.

Das piezoelektrische Parkett entstand im Projekt „Ligno-Volt“, das die ETH Zürich und die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) gemeinsam mit dem Parketthersteller Bauwerk durchführen. Im Zentrum des Projekts stehen zwei Fragen: Lässt sich nachhaltiges Parkett künftig mit klimaresistenten Holzarten herstellen, die bisher wenig oder nicht genutzt wurden? Und wie kann Holz so funktionalisiert werden, dass es durch mechanische Verformung genügend elektrische Spannung erzeugt, um beispielsweise als Sensor zu dienen?

Pappel- statt Eichenholz

Zur Beantwortung der ersten Frage suchten die Forschenden unter der Leitung von Ingo Burgert nach Alternativen zu Eichenholz, das aufgrund seiner Härte und Optik bisher die bevorzugte Wahl für Parkett ist. Für die Entwicklung des piezoelektrischen Parketts entschieden sie sich schließlich für Pappelholz. Das spielt bei der Parkettherstellung bislang keine Rolle, könnte künftig aber mehr Aufmerksamkeit erfahren, da Pappeln recht widerstandsfähig gegen die Klimaveränderungen sind.

Da Pappelholz weicher als Eichenholz ist, wurde es mit „grüner Chemie“ modifiziert und verdichtet. Genauer gesagt kam dafür Lignin zum Einsatz – das Biopolymer, das Pflanzenzellen Stabilität verleiht und zudem bei der Papierherstellung in großen Mengen als Nebenprodukt anfällt. Nach Angaben der Schweizer Forschenden ermöglichte die zusätzliche Anreicherung des natürlichen Bindemittels Lignin in Pappelholz ein Parkett, das nicht nur nachhaltig, sondern auch widerstandsfähig ist. Die Eigenschaften seien vergleichbar mit Eichenparkett.

Modifikation mit Rochelle-Salz

Im zweiten Teil des Ligno-Volt-Projekts ging es dann um die Frage, wie sich das Parkett so modifizieren lässt, dass durch die Bewegung von Menschen elektrische Spannung erzeugt wird. Bei natürlichem Holz ist der piezoelektrische Effekt durch Verformung nämlich so gering, dass im Grunde kein nutzbarer Strom fließt.

Den Forschenden gelang es allerdings, den Effekt durch eine Modifikation des Holzes deutlich zu erhöhen. Um die elektrische Spannung zu steigern, wurde Rochelle-Salz in die Holzstruktur eingebettet. Diese Salzkristalle fallen als Nebenprodukt bei der Weinherstellung an und sind bekannt für gute piezoelektrische Eigenschaften. Aufgrund der Sprödigkeit des Materials ist die Nutzung in reiner Form aber nur eingeschränkt möglich.

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In Verbindung mit dem Pappelholz allerdings entstand eine Hybridstruktur, die bei mechanischer Beanspruchung genügend elektrischen Strom für die Anwendung als Sensor liefert. Solche im Boden integrierten Sensoren könnten beispielsweise an Türen oder unter Fenstern unbefugtes Betreten erkennen und automatisch ein Signal auslösen. Das mit Rochelle-Salz modifizierte Pappelholz hat zudem den Vorteil, dass es sich um eine nachhaltige Materialkombination handelt, die auch recyclebar wäre.

Industrielle Umsetzung

Auf längere Sicht streben die Forschenden mit dem piezoelektrischen Parkett mehr an als nur den Betrieb bodenintegrierter Sensoren. Es geht ihnen um Holzböden, die wirklich in relevanter Menge Strom erzeugen und auf diese Weise zur nachhaltigen Energiegewinnung genutzt werden könnten. Vor allem stark frequentierte Orte wie Flughäfen oder Einkaufszentren bieten sich dafür an.

Die Herausforderung liegt nun in der Skalierung und industriellen Umsetzung der im Rahmen von Ligno-Volt entwickelten Technik. Projektleiter Ingo Burgert betont die Bedeutung der Industriekooperation: „Jede Zusammenarbeit erweitert unser Verständnis dafür, wie wir in Zukunft das Hochskalieren noch besser adressieren können“.