Energy Harvesting bezeichnet die Gewinnung meist geringer Energiemengen aus Umgebungsquellen wie mechanischer Vibration, Temperaturgradienten, Licht oder Feuchtigkeit und deren Umwandlung in nutzbare elektrische Energie. Aus werkstoffwissenschaftlicher Sicht steht die Entwicklung und Optimierung funktionaler Materialien im Zentrum, die diese Transduktion effizient, dauerhaft und skalierbar ermöglichen.

Wichtige Klassen von Harvesting‐Werkstoffen sind piezoelektrische Keramiken und Polymere (elektromechanisches Energy Harvesting), thermoelektrische Halbleiter (Nutzung des Seebeck‑Effekts), photovoltaische Halbleiter sowie elektrochemische und sorptive Systeme, die etwa Feuchte‑ oder Osmosegradienten ausnutzen. In textilen Systemen werden leitfähige Fasern, piezoelektrische Filamente oder dünne photovoltaische Schichten integriert, um textile Energiegewinnung zu realisieren.

Im Bereich der Wassergewinnung umfassen Harvesting‑Konzepte Materialien für Regenwassergewinnung, Nebelgewinnung und passive Wassergewinnung aus Luftfeuchtigkeit. Hier spielen Oberflächenchemie, Hierarchie der Rauigkeit und benetzungsgradienteninduzierte Tropfentransportmechanismen eine zentrale Rolle. Spezifische Polymer‐ und Keramikoberflächen oder bioinspirierte Strukturen (z. B. nach dem Vorbild des Nebelkäferpanzers) werden gezielt eingestellt.

Schlüsselparameter sind Energiewandlungseffizienz, Leistungsdichte, Zyklenstabilität, Ermüdungs‑ und Korrosionsbeständigkeit sowie die Kompatibilität mit Herstellungsprozessen (Drucken, Faser‑Spinnen, Dünnschichtdeposition). Für die Systemintegration sind zudem Energiespeicherung (Mikrobatterien, Superkondensatoren) und Leistungselektronik mitzudenken. Zukünftige Entwicklungen fokussieren auf multifunktionale, kostengünstige und nachhaltige Harvesting‑Materialien, die in großflächigen oder tragbaren Systemen zur autonomen Energieversorgung eingesetzt werden können.