Forscher erschließen mit Nanoporen eine Quelle erneuerbarer Energie
Die Feuchtigkeit der Luft bietet ein nachhaltiges Energiereservoir, das Forscher zukünftig in großem Maßstab anzapfen wollen, um Strom zu gewinnen.
Mit EU-Fördergeldern erforscht das Projekt CATCHER die technische Nutzbarkeit des Air-gen-Effekts.
(Bild: Projekt CATCHER)
Wie praktisch wäre es, wenn die Menschheit mit den Blitzen in der Erdatmosphäre ihren Strombedarf decken könnte? "Die Energie aus Blitzen, die sich unter bestimmten Bedingungen durch feine Wassertröpfchen in großen Wolken bilden, können wir derzeit nicht einfangen. Stattdessen ernten wir Strom aus kleinen Wolken", formuliert Jun Yao. Sein Team an der University of Massachusetts in Amherst beschreibt in einem 2023 veröffentlichten Paper eine Technik, die die Feuchtigkeit der Luft in einem kontinuierlichen Prozess in Strom umsetzt.
Die ersten Erkenntnisse über die neue Technik gewann der Ingenieur Yao in einer Gemeinschaftsarbeit mit dem Mikrobiologen Derek Lovley. Der hatte das Bakterium Geobacter sulfurreducens entdeckt und beobachtet, dass diese Mikroben leitfähige Protein-Nanodrähte bilden. Nebeneinander gewachsen bilden solche Nanodrähte in der Masse eine Proteinschicht mit feinen Poren, die schon bei geringer Luftfeuchtigkeit Wassermoleküle aus der Luft aufnehmen.
Die Forscher züchteten das neuartige biologische Material, um es zu untersuchen. Sie wollten es als Sensor für Luftfeuchtigkeit testen, indem sie mit Messgeräten beobachteten, wie sich die Leitfähigkeit der Proteinschicht verändert. "Es war offen gestanden ein Versehen, dass ein Student bei den Experimenten einmal vergaß, unseren Biosensor an den Strom anzuschließen", berichtete Yao der britischen Zeitung The Guardian. Erstaunt registrierten die Forscher, dass die Proteinschicht unter dem Einfluss der Luftfeuchtigkeit selbst eine elektrische Spannung erzeugte. Bereits im Februar 2020 veröffentlichten Lovley und Yao ein Paper über den von ihnen entdeckten "Air-gen-Effekt".
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