Strom aus Verdunstung – die Zukunft der erneuerbaren Energie?

Wissenschaftler der amerikanischen Columbia University sind sich sicher: Die Gewinnung von Energie durch Verdunstung hat enormes Potential. Ihren Berechnungen zufolge könnten mittels der Verdunstung aus Seen und Wasserreservoiren allein in den USA bis zu 325 Gigawatt Energie gewonnen werden.

Energie aus Wind, Wasser und Solar ist heute ein weitbekannter Begriff. Global gesehen decken diese Energiequellen ca. ¼ des Strombedarfs. Der US-Forscher Ahmet-Hamdi Cavusoglu und seine Kollegen setzen große Hoffnungen in die Energiegewinnung durch Verdunstung: „Man könnte sie als Hauptenergiequelle nutzen und mit Sonnen- und Windenergie ergänzen“.

Stromgewinnung durch das Verdunsten von Wasser

In ihrer Studie arbeiteten die Wissenschaftler mit bakteriellen Sporen, die sich je nach Luftfeuchtigkeit ähnlich einem Muskel ausdehnen oder zusammenziehen. Mit einer speziell entwickelten Maschine konnten die Forscher zeigen, dass bei Ausdehnung der Bakteriensporen Wasserdampf absorbiert wird. Die feuchte Luft wird gegen trockene Luft ausgetauscht, wodurch das Material schrumpft und eine mechanische Bewegung entsteht.

Video: „Oscillatory Engine“ zur Stromgewinnung aus Verdunstung

https://www.youtube.com/watch?time_continue=50&v=v0m8fuG9MCU

Zu Beginn sind die Klappen des entwickelten Geräts geschlossen. Sobald die wasserempfindlichen Sporen Feuchtigkeit aufgenommen haben, dehnen sie sich aus. Die Klappen öffnen sich und Wasserdampf wird absorbiert. Trockene Luft strömt in die Maschine. Durch die gesunkene Feuchtigkeit ziehen sich die Sporen wieder zusammen und die Klappen schließen sich

Vorteile von Verdunstungsenergie

Etwa 50% der Sonnenenergie wird für natürliche Verdunstung und den Antrieb unseres Wasserkreislaufes benötigt. Mit gezielter Verdunstung entsprechend der Methode von Ahmet-Hamdi Cavusoglu und Kollegen, könnten 50% von verdunstetem Wasser aufgefangen werden. Das gewonnene Wasser, das derzeit in der Atmosphäre „verschwindet“, könnte in wasserarmen Region eingesetzt werden.

Im Vergleich zu heute schon bekannten erneuerbaren Energien wie Sonne und Wind, findet Verdunstung zu jeder Zeit statt. Wind und Sonne sind nicht durchgehend verfügbar, weshalb die daraus gewonnene Energie aufwändig gespeichert werden muss. Eine solche Speicherung wäre bei der Energie aus Verdunstung nicht nötig, da der „Motor“ immer laufen kann.

Das berechnete Forschungsergebnis von 325 Gigawatt möglicher erzeugbarer Energie allein in den USA, scheint die Verdunstung als zukünftige Energiequelle geradezu prädestiniert erscheinen. Ein durchschnittlicher 1-Personen-Haushalt verbraucht in Deutschland rund 2.300 Kilowatt pro Jahr. Den Berechnungen zufolge könnten somit etwa 141.304 Haushalte durch die Verdunstungsenergie versorgt werden.

Schwierigkeiten bei der Erzeugung von Strom aus Verdunstung

Auch wenn die Wissenschaftler der Columbia University mit 325 Gigawatt einen beachtlichen potentiellen Energiewert ermittelt haben, so ist eine solch hohe Energiegewinnung durch das Verdunsten von Wasser eher unrealistisch. Um diese Mengen allein in den USA gewinnen zu können, müsste die Technologie bei jedem großen See und Wasserreservoir eingesetzt werden. Eine unmittelbare Folge wäre, dass die Gewässer zum größten Teil unzugänglich wären – sowohl für Menschen als auch für Tiere.

Noch ist der Einsatz der neuen Methode in weiter Ferne. Hoffnung der Wissenschaftler ist jedoch, dass deren Ergebnisse dafür sorgen, dass die Verdunstung als erneuerbare Energie generell stärker in Erwägung gezogen und technische Entwicklungen angestoßen werden.

Quelle: Nature Communcations