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postheadericonHoffnung für Entwicklungsländer: Dampferzeugung mit Sonnenenergie

Publiziert am 26 November, 2012 unter Technik
Gute Nachrichten

Heißen Dampf kann man für diverse Dinge verwenden: zur Stromerzeugung, zum Kochen oder zur Desinfektion beispielsweise. Nur, um heißen Dampf zu erhalten, muss man erstmal Energie ins Wasser stecken, will heißen, man muss das Wasser stark erhitzen, um daraus Dampf zu erzeugen.

Sonnenaufgang

Bild-Quelle: kertho / pixelio.de

Nun haben Forscher von der Rice University in Texas eine neue Methode vorgeführt, bei der mit Sonnenenergie innerhalb weniger Sekunden sogar aus Eiswasser heißer Dampf erzeugt werden kann.
Im Wasser befinden sich winzige Nanopartikel, die ein sehr breites Lichtspektrum absorbieren und sich dadurch schnell stark erhitzen. Dabei entsteht dicht an der Oberfläche der Flüssigkeit Dampf, und zwar ohne dass die ganze Wassermenge kochen muss. So berichten die Wissenschaftler im Fachblatt “ACS Nano”. Mithilfe dieser Methode lässt sich die Kraft der Sonne über eine Dampfturbine direkt in Strom umwandeln. Doch vordergründig soll der so genannte “Solar-Dampf” in kleineren Anlagen zur Desinfektion und Wasseraufbereitung in Entwicklungsländern dienen.
Naomi Halas, die Leiterin des Laboratory for Nanophotonics (LANP) an der Rice University, sagt: “Unsere Teilchen sind sehr klein – sogar kleiner als die Wellenlänge von Licht – so dass sie eine extrem kleine Oberfläche haben, um Hitze zu verbreiten.” Frau Halas und ihre Kollegen experimentieren mit zwei Arten von Nanopartikeln: einmal verwenden sie Siliziumdioxid-Kügelchen mit einer hauchdünnen Hülle aus Gold und zum anderen feine Rußteilchen, wie man sie auch in den Gummi von Autoreifen mischt.
Mit beiden Methoden kommt man zum Ziel: die Metallkügelchen erhitzen sich zwar schneller als die Rußteilchen, aber nach der unterschiedliche “Anlaufphase” produzieren beide Teilchen etwa die gleiche Menge an Dampf. In beiden Fällen ist das absorbierte Wellenlängenspektrum sehr breitbandig.

“”Solar-Dampf” benötigt keine riesigen Flächen an Spiegeln oder Solar-Panelen. Tatsächlich kann die Grundfläche sehr klein sein. Das Licht-Fenster in unserem Versuchsaufbau war nur ein paar Quadratzentimeter groß”, erklärt Mitarbeiterin Oara Neumann. Deshalb kann man diese Methode im mobilen Einsatz verwenden. Ein Team aus Studenten der Universität hat bereits eine kompakte Solardampf-Anlage gebaut. Diese Anlage enthält einen Parabolspiegel, der das Licht bündelt, womit man zum Beispiel auch medizinische Instrumente desinfizieren kann. Ebenso kann man infektiöse klinische Abfälle unschädlich machen. Weiterhin kann man damit Meerwasser entsalzen oder belastetes Trinkwasser wieder genießbar machen.

So, jetzt braucht man nur noch einen Produzenten, der die Kosten für eine solche Anlage auf eine bezahlbare Höhe drücken kann, dann gibt es Hoffnung für die Ärmsten der Armen in vielen Entwicklungsländern.

 

Quelle: wissenschaft-aktuell.de; news.rice.edu