Strom statt Blitz

Strom direkt aus der Luft gewinnen und Blitzentladungen verhindern ? dieser alternativen Form der Energiegewinnung sind brasilianische Wissenschaftler nun einen Schritt näher gekommen. Zunächst fanden sie heraus, wie sich feuchte Luft in der Atmosphäre elektrisch auflädt. Nun forschen sie an der Entwicklung eines Moduls, das die elektrische Energie aus der Luft gewinnt und auf diese Weise weniger Blitze entstehen lässt. Damit könne das Modul außerdem dazu beitragen Tote und Verletzte durch Blitzschläge zu verhindern.
Zunächst galt unter Forschern die Vermutung: Wassertropfen in der Atmosphäre sind elektrisch neutral und bleiben dies auch, nachdem sie mit elektrisch geladenen Partikeln in Berührung kommen. Später nahmen Wissenschaftler an, dass sich elektrische Ladungen bilden, während sich Wasserdampf an kleinen Staubkörnchen sammelt. Der genaue Prozess jedoch blieb unbekannt. Nun beobachteten die Chemiker um Galembeck in einem Experiment die Bildung solcher Wasser-Partikel-Kontakte. Dafür verwendeten sie winzige Aluminium- und Silizium-Teilchen. Es zeigte sich: Bei hoher Luftfeuchtigkeit luden sich die Aluminium-Partikel positiv und die Silizium-Körnchen negativ auf.

"Dies war der Beweis dafür, dass Wasser in der Atmosphäre elektrische Ladung aufnehmen kann. Wir nennen diesen Prozess 'Hygroelektrizität' oder 'Feuchtigkeits-Elektrizität'", erklärt Galembeck. Nach dem Vorbild der Solarzelle wollen die Chemiker nun Hygroelektrik-Module entwickeln, die fortan Energie aus der feuchten Luft in elektrischen Strom umwandeln könnten. Bevorzugte Einsatzgebiete seien demnach Gebiete mit hoher Luftfeuchtigkeit, speziell die feuchten Tropen. Zudem gebe es einen positiven Nebeneffekt: Der Entzug der elektrischen Ladung könnte die Bildung von Blitzen verhindern, durch die sich die Luft gewöhnlich entlädt. Daher sollen die Module auf Dächern von Gebäuden in Gebieten installiert werden, in denen Gewitter häufig sind. Derzeit testet das Team um Galembeck bereits, welche Metalle sich am Besten für die Stromgewinnung aus der Atmosphäre eigenen. "Es ist noch ein langer Weg. Aber in Zukunft könnte die Nutzung von Hygroelektrizität dann einen wesentlichen Beitrag zur Energieversorgung leisten", sagt Galembeck.

Die Möglichkeit der Stromgewinnung aus der Natur reizt Wissenschaftler seit Jahrhunderten. Beispielsweise Solar-, Wasser-, Wind- und Geothermiekraftwerke funktionieren mittlerweile bereits zuverlässig. Elektrische Energie allerdings direkt aus der Luft zu gewinnen, ist bislang noch nicht möglich. Bereits vor mehr als hundert Jahren hatten Wissenschaftler Funken beobachtet, die sich an Kesseln bildeten, aus denen Dampf entwich. Auch Nikola Tesla träumte von einer Nutzung der Energie aus der Luft. Er hatte Ende des 19. Jahrhunderts den Wechselstrom, die technischen Grundlagen des Rundfunks und die erste Fernsteuerung erfunden und patentiert.
Fernando Galembeck (University of Campinas, Brasilien) et al.: 240. National Meeting of the American Chemical Society, Boston

ddp/wissenschaft.de ? David Köndgen


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