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Erneuerbare Energien: Wenn Wasserdampf Strom liefert
Wasserdampf in der Atmosphäre könnte eine mögliche, erneuerbare Energiequelle sein. Vor allem tropische Länder ohne flächendeckende Stromversorgung könnten davon profitieren. Dies ist die Idee von Wissenschaftlern der Universität von Tel Aviv.
Quelle: Taneli Lahtinen, Unsplash
Grüne Energiequelle? Luftfeuchtigkeit in tropischen Regionen könnte Strom liefern.
„Wir wollten ein Phänomen nutzen, das auch in der Natur vorkommt: Wasserkraft", zitiert die Universität Colin Price, der die Studie leitete, in ihrer Medienmitteilung. „Bei Gewittern wird Elektrizität nur durch Wasser in verschiedenen Aggregatszuständen erzeugt - Wasserdampf, Wassertropfen und Eis. Während sich innert zwanzig Minuten Wolken entwickeln führen Wassertropfen zu riesigen elektrischen Entladungen oder vielmehr Blitzen."
Im neunzehnten Jahrhundert stellte der britische Physiker Michael Faraday fest, dass sich Wassertropfen bei der Reibung zwischen zwei Metalloberflächen aufladen können. Eine viel jüngere Studie zeigte, dass bestimmte Metalle spontan eine elektrische Ladung aufbauen, wenn sie der Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Dieses Wissen lieferte Price und seinen Kollegen die Basis zur Herstellung einer winzigen Niederspannungsbatterie, die lediglich Luftfeuchtigkeit nutzt.
Luftfeuchtigkeit von über 60 Prozent
Die Wissenschaftler führten ein Laborexperiment durch, um die Spannung zwischen zwei unterschiedlichen Metallen zu bestimmen, die beide einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind und von denen das eine geerdet ist. „Wir stellten fest, dass bei trockener Luft keine Spannung zwischen ihnen besteht“, so Price. „Aber als die relative Luftfeuchtigkeit über 60 Prozent stieg, begann sich eine Spannung zu entwickeln. Als wir die Luftfeuchtigkeit auf unter 60 Prozent senkten, verschwand die Spannung wieder.“ Unter natürlichen Bedingungen zeigte dasselbe Experiment die gleichen Ergebnisse.
Wasser sei ein ganz besonderes Molekül, sagt Price. „Bei molekularen Kollisionen wird eine elektrische Ladung von einem Molekül auf das andere übertragen. Mittels Reibung kann es eine Art statische Elektrizität aufbauen.“ Wie der Wissenschaftler weiter ausführt, versuchte man Elektrizität im Labor zu reproduzieren. „Wir gelangten zum Schluss, dass unterschiedliche isolierte Metalloberflächen verschiedene Ladungsmengen aus Wasserdampf in der Atmosphäre aufbauen. Jedoch nur, wenn die relative Luftfeuchtigkeit über 60% liegt. Dies tritt im Sommer in Israel fast täglich auf, ebenso wie in den meisten tropischen Ländern.“
Strom für Entwicklungsländer?
Mit solchen Erkenntnisse werden laut Price etablierte Vorstellungen über Feuchtigkeit und ihr Potenzial als Energiequelle hinterfragt. "Man weiss, dass trockene Luft zu statischer Elektrizität führt und dass man einen Schlag bekommen kann, wenn man zum Beispiel einen Türgriff anfasst.“ Wasser werde in der Regel als guter Stromleiter angesehen und nicht als etwas, das Ladung auf einer Oberfläche aufbauen kann. „Es scheint, dass es anders aussieht, wenn die relative Luftfeuchtigkeit eine bestimmte Schwelle überschreitet.“
Dieses Wissen könnte nach Ansicht von Price für Entwicklungsländer nützlich sein, wo die die Luftfeuchtigkeit konstant bei etwa 60 Prozent liegt und wo viele Orte noch keinen Zugang zu Elektrizität haben. (mai/mgt)
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