Forscher erzeugen Energie mit feuchter Luft

Tag für Tag grübeln Wissenschaftler, wo sich überall alternative Energiequellen finden lassen. Eine Antwort schwirrt vor ihrer Nase. Die Rede ist von Luftfeuchtigkeit. Eine Studie zeigt, dass sich aus ihr elektrischer Strom gewinnen lässt.

Wissenschaftler haben einen Mechanismus entdeckt, mit dem sich permanent kleine Mengen elektrischen Stroms aus Luftfeuchtigkeit gewinnen lassen. Dies sei mit vielerlei Materialien möglich, solange sie Poren im Bereich von weniger als 100 Nanometern (Millionstel Millimetern) aufwiesen, schreibt eine Gruppe um Jun Yao von der University of Massachusetts in Amherst im Fachjournal "Advanced Materials". Dann nämlich entstehe eine Spannung zwischen jenem Teil des Materials, das der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt ist, und dem übrigen Bereich.

Die Forscher vergleichen das Prinzip der Stromgewinnung mit Wassertropfen in einer Gewitterwolke: "Jedes dieser Tröpfchen enthält eine Ladung, und wenn die Bedingungen stimmen, kann die Wolke einen Blitz erzeugen", wird Hauptautor Jun Yao in einer Mitteilung seiner Universität zitiert. Grund dafür ist demnach, dass Wasser eine polare Flüssigkeit ist und Schwerpunkte elektrischer Ladungen bildet. Dadurch ist das einzelne Wassermolekül nicht elektrisch neutral.

Yaos Team hatte bereits vor einigen Jahren Protein-Nanofasern, die das Bakterium Geobacter sulfurreducens produziert hatte, zur Erzeugung von Elektrizität aus Luftfeuchtigkeit genutzt. Weil die Herstellung der Nanofasern jedoch sehr aufwendig ist, untersuchten sie, ob diese Art der Energiegewinnung auch mit anderen Materialien möglich ist. Sie fanden heraus, was die entscheidende Bedingung für den Aufbau einer elektrischen Spannung war: Die Poren des Materials mussten kleiner sein als die mittlere freie Wegstrecke, die einem Wassermolekül in der Luft für die Eigenbewegung zur Verfügung steht, sie liegt bei etwa 100 Nanometern. Wenn die Poren kleiner sind, stoßen Wassermoleküle eher mit dem Porenmaterial zusammen als mit anderen Luftmolekülen.