Öko-Antrieb Spielzeugauto fährt mit Verdunstungsenergie

Forscher haben Bakteriensporen eingesetzt, um aus verdunstendem Wasser Energie zu gewinnen. LED-Leuchten konnten sie so mit Strom versorgen und ein Spielzeugauto antreiben.

Joe Turner Lin

Es ist eine neue Form erneuerbarer Energie: US-Forscher haben Geräte entwickelt, die aus verdunstendem Wasser Energie gewinnen. "Diese Motoren starten und laufen autonom, wenn sie an Grenzflächen zwischen Wasser und Luft platziert werden", schreibt das Team um Ozgur Sahin von der New Yorker Columbia University in der Fachzeitschrift "Nature Communications".

Dass bei Verdunstung Energie umgewandelt wird, kann jeder auf seiner Haut spüren: Beim Schwitzen freigesetztes Wasser geht in gasförmigen Zustand über, wodurch die Haut abkühlt. Solche Verdunstungsprozesse laufen auch über der Erdoberfläche ab, vor allem über Wasserflächen. Verdunstung sei die im Klimasystem Erde dominierende Energieumwandlung, sagte Sahin.

Sporen als Feuchtigkeitssammler

Die Forscher entwickelten nun zwei Maschinen, die aus Verdunstung Energie erzeugen. Dazu verwendeten sie Sporen des Bakteriums Bacillus subtilis, auch bekannt als Heubazillus. Die Sporen können je nach Feuchtigkeit der umgebenden Luft Wasser aufnehmen oder abgeben. Dabei dehnen sie sich aus oder schrumpfen - und zwar in kürzester Zeit.

Mit diesen Sporen konstruierten die Wissenschaftler eine Art künstlichen Muskel: Sie brachten eine Sporenschicht auf beiden Seiten einer sehr dünnen Kunststofffolie auf, vergleichbar dem Band einer Kassette. Wenn die Sporen trocken sind, schrumpfen sie und die Folie wellt sich. Bei hoher Feuchte in der Umgebung nehmen die Sporen dagegen Wasser auf, die Folie streckt sich.

Kreislauf der Verdunstung

Mit diesen Folien bauten die Forscher ein Gerät, in dessen Innerem sich die Luftfeuchtigkeit immer wieder ändert. Sie platzierten den kastenartigen Apparat über einer Wasseroberfläche. Je nach Feuchtigkeit und Zustand der Muskeln, öffnen und schließen sich Klappen auf der Oberseite.

Bei geschlossenen Klappen steigt die Luftfeuchtigkeit im Inneren. Die Sporen nehmen das Wasser auf und sorgen über eine mechanische Verbindung dafür, dass die Klappen geöffnet werden. Dann entweicht die wassergesättigte Luft, die Feuchtigkeit sinkt und die künstlichen Muskeln schließen die Klappen. Dann beginnt der Kreislauf von vorne.

Neben der Klappenbewegung bleibt genügend Energie übrig, um etwa LED-Leuchten oder Sensoren mit Strom zu versorgen. "Als wir Wasser unter dem Gerät platzierten, erwachte es plötzlich zu Leben und bewegte sich selbstständig", sagt Co-Autor Xi Chen.

Spielzeugauto mit Verdunstungsantrieb

Als zweites Gerät entwickelten die Forscher eine Feuchtigkeitsmühle. Bei ihr sind die künstlichen Muskeln wie Schaufeln an einem Wasserrad angebracht und tragen am Ende einen kleinen Kunststoffblock. Je nachdem, wie viel Wasser sich in den Schaufeln befindet, dehnen sie sich aus oder biegen sich mehr durch, sodass sich ihr Masseschwerpunkt verändert.

Wenn die Schaufeln auf beiden Seiten der Mühle unterschiedliche Schwerpunkte haben, dreht sich das Rad. Dies geschieht etwa dann, wenn die eine Hälfte der Mühle von feuchtem Papier umgeben ist, die andere dagegen nicht. Mit diesem Motor konnten Sahin und Kollegen ein Spielzeugauto antreiben.

Noch ist die Energiegewinnung aus der Verdunstung gering, die Studie zeigt lediglich, dass das Prinzip funktioniert. Doch die Forscher sind zuversichtlich, dass die von ihnen entwickelten Geräte einen Beitrag zur Energieversorgung leisten könnten: "Von Verdunstung angetriebene Motoren können Anwendung finden in der Stromversorgung von Robotersystemen, Sensoren, Geräten und Maschinen, die in der natürlichen Umgebung funktionieren."

Wer hat es finanziert?
Finanziert wurde die Studie hauptsächlich vom Energieministerium der Vereinigten Staaten. Zusätzlich hat die David and Lucile Packard Foundation (David Packard ist Mitbegründer von HP) die Arbeit mit den künstlichen Muskeln und die Entwicklung der Rotationsmaschine unterstützt. Die Columbia University hat ein Patent für die Technologie beantragt.

jme/dpa

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insgesamt 12 Beiträge
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Seite 1
sikasuu 16.06.2015
1. Die Idee ist pfiffig. Das
Wir aber noch ein langer Weg bis zum gebrauchsfähigem Produkt. Das langzeitstabil und sicher zu konstruieren wird wohl noch ein paar Generationen von Forschen und Stedenten an der Arbeit halten. . Trotzdem "Glückwunsch" es scheint so, das man mit HIRN sehr viel weiter kommt als mit Kraft :-))
Datenscheich 16.06.2015
2. Vorläufer
Ein Verdunstungsgenerator wurde bereits 2006 Prof. Michel Maharbiz von der University of Michigan vorgestellt [http://www.buch-der-synergie.de/c_neu_html/c_06_13_wasser_anderes_grenzen.htm#Verdunstungsgenerator ] - und 2009 konnte ein Team der UC Berkeley ein ‚künstliches Pflanzenblatt’ aus Glas herstellen, das mittels der Verdunstung einen konstanten Energiefluß abgab [http://www.buch-der-synergie.de/c_neu_html/c_01_10_micro_energy.htm#Verdunstungsgenerator].
bananenrep 16.06.2015
3. Ist doch egal......
verschwindet ebenso in den Schubladen der Ministerien wie andere funktionierende Methoden. Solange Öl das gaaaanz große Geschäft bleibt. Man da müßten wir doch vor den Ölbaronen einknicken. Und wo sollen all die Steuernn herkommen wenn nicht vom Öl-Benzin.
hirsnemehism 16.06.2015
4. Wäre das,...
...in einem geschlossenen Kreislauf, nicht schon fast das Perpetuum Mobil?
dritter_versuch 16.06.2015
5. Nein
Zitat von hirsnemehism...in einem geschlossenen Kreislauf, nicht schon fast das Perpetuum Mobil?
Ohne Wärmequelle gehtes nicht, leider ;-)
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