Neue erneuerbare Energie: Strom aus der Verdunstung von Wasser

Wissenschaftlern gelang es, mit Hilfe von Bakteriensporen aus verdunstendem Wasser Energie zu gewinnen. Bisher gelang es ihnen, mit dieser Energie LED-Lampen zum Leuchten zu bringen und ein Spielzeugauto anzutreiben.

Sporen sammeln Feuchtigkeit

Verantwortlich für die Entdeckung ist ein Team rund um Ozgur Sahin von der New Yorker Columbia University. Während der Verdunstung von Wasser wird Energie umgewandelt. Dies kann jeder spüren, wenn bei der Verdunstung von Schweiß auf der Haut dieser Wärme entzogen wird. Den Wissenschaftlern gelang es, Geräte zu entwickeln, die aus diesem Verdunstungsvorgang Energie ziehen können. “Diese Motoren starten und laufen autonom, wenn sie an Grenzflächen zwischen Wasser und Luft platziert werden”, so Sahin in einem Beitrag für die Fachzeitschrift Nature Communications.

Die neue Methode der Energiegewinnung nutzt Sporen des Bakteriums Bacillus subtilis, auch bekannt als Heubazillus. Je nach Feuchtigkeitslevel der Umgebungsluft geben diese Feuchtigkeit ab oder nehmen sie auf. Dabei dehnen sie sich oder schrumpfen – und das innerhalb sehr kurzer Zeit. Die Wissenschaftler trugen die Sporen auf beide Seiten einer sehr dünnen Kunststofffolie auf. Wenn die Sporen trocken und somit geschrumpft sind, wellt sich die Folie. Sind die Sporen groß, ist die Folie dementsprechend glatt. So entstand eine Art künstlicher Muskel, der kontrahieren kann.

Mit den Folien konstruierten die Wissenschaftler ein Gerät, in dessen Innerem sich die Luftfeuchtigkeit immer wieder ändert. Abhängig von der Feuchtigkeit öffnen und schließen sich Klappen auf der Oberseite des kastenartigen Aufbaus.

Strom aus Verdunstung

Zur Energiegewinnung selber werden die Eigenschaften der “künstlichen Muskeln” benutzt. Steigt die Luftfeuchtigkeit im Innern des Kastens, so nehmen die Sporen die Feuchtigkeit auf, dehnen sich aus und öffnen über eine mechanische Verbindung die Klappen. Wenn die Luftfeuchtigkeit sinkt, ist der Effekt gegenläufig und die Klappen schließen sich, woraufhin die Luftfeuchtigkeit sich wieder erhöht und der Prozess wiederholt wird. Neben der Klapperbewegung ließ sich genug Energie nutzen, um zum Beispiel LED-Lampen oder Sensoren mit Strom zu versorgen. Neben dem kleinen Kraftwerk konstruierten die Forscher eine Art Feuchtigkeitsmühle, die ein kleines Spielzeugauto antreibt.

Geringer Effekt

Die Gewinnung von Energie aus der Verdunstung von Wasser ist noch sehr ineffizient. Die Experimente der Wissenschaftler beweisen jedoch, dass das Konzept funktioniert. Die Forscher sind zuverlässig, dass ihre Erfindung einen Beitrag zur Energieversorgung leisten kann: “Von Verdunstung angetriebene Motoren können Anwendung finden in der Stromversorgung von Robotersystemen, Sensoren, Geräten und Maschinen, die in der natürlichen Umgebung funktionieren.”