ETH-Erfindung: der smarte Pfannendeckel

Kennen Sie das? Nach einem anstrengenden Arbeitstag kommen Sie nach Hause und wollen schnell eine Portion Teigwaren kochen. In der Küche setzen Sie eine Pfanne mit Wasser auf den Herd. Bis das Wasser kocht, entspannen Sie sich im Wohnzimmer, auf dem Balkon oder im Garten. Dort vergessen Sie die Zeit –und die Pfanne auf dem Herd. Reichlich spät realisieren Sie, dass das Wasser ja schon lange kochen sollte.

Wie praktisch wäre es doch, wenn die Pfanne oder der Pfannendeckel die Wassertemperatur mässe und einen warnte, wenn das Wasser die gewünschte Temperatur erreicht hat – am besten per Signal auf das eigene Mobiltelefon. Marie Francine Lagadec und Kanika Dheman, zwei Master-Studentinnen der ETH Zürich, haben dafür einen Prototyp entwickelt: Sie bauten einen intelligenten Pfannendeckel mit integriertem Digitalthermometer.

Das Besondere daran ist, dass die Elektronik ohne Batterie auskommt. Vielmehr wird der notwendige Strom direkt mithilfe des warmen Wassers generiert, mit einem sogenannten thermoelektrischen Generator. Das dünne Modul gewinnt eine Spannung aus Temperaturunterschieden – in diesem Fall aus dem Unterschied der Temperaturen an der oberen und unteren Fläche des Deckels. «Die elektrische Energie muss nicht gross sein. Wir arbeiten mit leistungsarmen Komponenten. Die geringe Energie eines thermoelektrischen Generators reicht daher aus», erklärt Dheman.

Nachdem die Studentinnen der Mikro- und Nanosystemtechnik den Prototyp in unzähligen Stunden konzipiert und gebaut hatten, stellten sie ihn beim Studierendenwettbewerb iCAN anlässlich einer internationalen Wissenschaftskonferenz in Barcelona der Öffentlichkeit vor. Ihr Projekt überzeugte die Jury, und es rangierte im Wettbewerb weit vorne.

In der am Wettbewerb präsentierten Form generiert der Prototyp seine Betriebsspannung, misst die Temperatur und signalisiert diese akustisch. «Es war eine Machbarkeitsstudie», sagt Dheman. «Fernziel ist jedoch ein autonomer Deckel, der mit bestehenden Konzepten einer intelligenten Küche oder einem intelligenten Haus kompatibel ist.» In so einem Haushalt könnten verschiedene autonome Geräte ihre Signale an eine zentrale Einheit schicken, die das Signal verstärkt, es verarbeitet und beispielsweise Alarmierungen über WLAN oder eine andere Kommunikationstechnologie an ein Mobilgerät sendet.

«Ein autonomes System wie unser Pfannendeckel hat viele Vorteile: Es ist langlebig und braucht nicht unterhalten zu werden. Nie müssen Batterien gewechselt und entsorgt werden», sagt Lagadec. Weil die elektronischen Komponenten günstig sind, könne auf dieser Grundlage auch ein vermarktbares Serienprodukt entwickelt werden.

Lagadecs Bruder Alexandre, Student der Computerwissenschaften an der ZHAW in Zürich, ist derzeit daran, die Grundlagen einer Küchen-App zu entwickeln, um die aus dem intelligenten Deckel gewonnene Information an ein Mobiltelefon weiterzuleiten. Es ist also gut möglich, dass der Pfannendeckel bei der nächsten Austragung von iCAN in einer optimierten Form als Wettbewerbsbeitrag eingereicht wird. Allerdings werden dann nicht mehr Marie Francine Lagadec und Kanika Dheman das Gerät präsentieren – sie werden bis dann ihr Studium an der ETH abgeschlossen haben und nicht mehr teilnahmeberechtigt sein. «Wir sind jedoch gerne bereit, unser Projekt anderen Studierenden weiterzugeben», sagt Lagadec.

Und vielleicht gibt es bald einen autonomen, intelligenten Pfannendeckel «made by ETH students» zu kaufen, der einen alarmiert, wenn das Wasser kocht – und einen auch rechtzeitig vor kleineren und grösseren Küchenkatastrophen wie angebrannter Milch oder verkohlten Mahlzeiten warnt.