Blaue Membran schöpft Strom aus fast nie versiegender Quelle

Von Christian Kahle am 05.12.2019 11:08 Uhr
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Wissenschaftler haben gerade einen großen Schritt hin zur Erschließung einer weiteren regenerativen Energiequelle mit enormem Potenzial gemacht: An den Flussmündungen verpuffen aktuell noch Energien in einer Dimension, die etwa 2000 Kernkraftwerken entspricht.

Hier fließen enorme Mengen Süßwasser in das Salzwasser der Meere. Durch die unterschiedlichen Ionen-Konzentrationen in beiden Gewässern gibt es ein elektrisches Spannungspotenzial, das sich bisher, zumindest in der Theorie, auch durchaus nutzen ließ. Die entsprechenden Verfahren waren allerdings allesamt völlig unwirtschaftlich, die benötigten Materialien waren teuer und brachten nur ziemlich kleine Energiemengen hervor.

Nun aber haben mehrere aufeinander aufbauende Forschungsarbeiten einen Weg geebnet, der zu wirtschaftlichen Süßwasser-Salzwasser-Kraftwerken führen kann. "Das ist beeindruckend", kommentierte der südkoreanische Wissenschaftler Hyung Gyu Park, der selbst nicht an der entscheidenden Arbeit beteiligt war, sich aber schon länger mit dem Thema beschäftigt. "Unser Bereich hat so viele Jahre auf diesen Erfolg gewartet."

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Es geht schnell voran

Schon vor einigen Jahren hatten französische Wissenschaftler entdeckt, dass sich die Ionen-Potenziale sehr gut mit Boron-Nitride-Nanoröhrchen (BNNT) nutzbar machen lassen, die man preiswert in großen Mengen aus der Chemieindustrie bekommen kann. Die Daten aus den Experimenten legten nahe, dass eine BNNT-Membran von einem Quadratmeter Fläche im Jahr bis zu 30 Megawatt-Stunden generieren könnte - das entspricht einer Energiemenge, die von 400 Haushalten benötigt wird. Die Versuche fanden allerdings nur mit einem einzigen dieser Nanoröhrchen statt und niemand hatte auch nur den Hauch einer Idee, wie man viele von ihnen zu einer nutzbaren Struktur machen könnte.

Bis jetzt: An der Rutgers University in Piscataway im US-Bundesstaat New Jersey haben Forscher einen Weg gefunden. Sie impfen die BNNTs mit Eisenatomen und können anschließend mit einem Magnetfeld dafür sorgen, dass diese sich auf einer Membran korrekt anordnen. Anschließend müssen noch mit einem auf mikroskopischer Ebene arbeitenden Plasmabrenner die Öffnungen wieder freigebrannt werden.

Die dabei entstehende Membran zeigte bereits, dass sie um den Faktor 8000 mehr Leistung brachte als die einzelnen BNNT der französischen Forscher. Und das, obwohl das bisherige Verfahren noch sehr ungenau arbeitet und am Ende nur 2 Prozent der Nanoröhrchen so funktionierten, wie es gewünscht ist. Hier ist also noch ordentlich Luft nach oben und mit wesentlich höheren Anteilen funktionierender BNNT-Durchgänge sollten bald gut funktionierende Stromgeneratoren hergestellt werden können.

Siehe auch: Strom im Dunkeln: Forscher entwickelt eine 'Solarzelle' für die Nacht
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