Dampferzeugung ohne Kochen

Die Dampferzeugung ist bei vielen industriellen und kommerziellen Prozessen eine Notwendigkeit – sei es nun in der Stromproduktion, der Chemieindustrie oder bei Ent- und Versorgern. Dabei werden große Energiemengen verbraucht. Wasser oder andere Flüssigkeiten müssen schließlich zunächst erhitzt und dann zum Kochen gebracht werden.

Forscher an der Rice University in Texas haben nun eine mögliche Abkürzung gefunden: lichtabsorbierende Nanopartikel, die die sie umgebenden Wassermoleküle in Dampf verwandeln können, ohne dass die Temperatur des Wassers selbst merklich ansteigen müsste. Der Trick könnte Strom und vor allem Kosten sparen helfen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.

Das Wissenschaftlerteam nutzte eine sogenannte Fresnellinse, um das Sonnenlicht auf eine kleine Wasserröhre zu fokussieren, die eine hohe Konzentration spezieller Nanopartikel enthielt. Das Wasser erzeugte innerhalb von fünf bis 20 Sekunden Dampf, abhängig von der Zusammensetzung der Partikel – obwohl es zuvor auf eine Temperatur leicht oberhalb des Gefrierpunktes heruntergekühlt worden war. Die von den Forschern gemessenen Werte zeigten, dass bis zu 82 Prozent des durch die Nanopartikel absorbierten Sonnenlichts zur Dampferzeugung genutzt wurden. Nur 18 Prozent der Energie heizte das Wasser auf.

"Es ist eine neue Methode, um Dampf zu erzeugen, ohne das Wasser zum Kochen zu bringen", sagt Naomi Halas, Direktorin des Laboratory for Nanophotonics der Rice University. "Die Arbeit öffnet viele interessante Türen." Sie erwarte zahlreiche neue Anwendungsfelder. Die Verwendung von Nanopartikeln zum Wärmetransfer in Wasser und anderen Flüssigkeiten wird zwar schon seit längerem erforscht, doch nur wenige Wissenschaftler haben sich bislang angesehen, ob die neuartigen Materialien auch zur Lichtabsorption und damit zur Dampferzeugung genutzt werden können.

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(bsc)