Erneuerbare Energien haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die wichtigsten Sektoren sind dabei Wind-, Solar und Wasserenergie. Das EPFL Laboratory for Nanoscale Biology zeigt nun mit einer innovativen Osmose-Technologie, dass es auch andere Methoden gibt, um aus natürlichen Quellen Energie zu gewinnen.


Osmose

Strom dank Ladungsgradienten

Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse in der Zeitschrift Nature und beschreibt dort eine Methode zur Erzeugung von Energie, die auf eine nur drei Atome dicke Membran basiert. Diese semipermeable Membran lässt Salzionen von einer Seite auf die andere passieren, bis ein Gleichgewicht hergestellt ist. Dieser Vorgang ist als Osmose bekannt und ein wesentliches Konzept in der Chemie. Den Forschern gelang es, die elektrische Ladung von den Salzionen zu „ernten“ und dabei erstaunliche Erfolge zu erzielen.


Die Membran lässt nur positiv geladene Ionen passieren, während die negativ geladenen Ionen bleiben, wo sie sind. So entsteht eine geeignete Umgebung für eine elektrische Spannung zwischen den beiden Zellen. Durch den Ionentransfer wird eine Strömung erzeugt, die von der Spannung unterstützt wird.

Strom für 50.000 LEDs

Die Membran besteht aus Molybdändisulfid, einem relativ gut verfügbaren Material, sodass das komplette System sehr leicht produziert werden kann. Die Forscher schätzen, dass eine Membran mit einer Fläche von einem Quadratmeter ein Megawatt Energie produzieren kann – genug um 50.000 LEDs zu versorgen. Die Systeme könnten beispielsweise in Flussmündungen installiert werden, wo Süßwasser auf Salzwasser trifft. Da die Strömungen dort 24 Stunden pro Tag existieren, könnte das Membransystem so rund um die Uhr Strom produzieren.

Die Entdeckung der Forscher bietet damit erstaunliche Möglichkeiten und könnte zu einem der nächsten großen Erfolge im Bereich der erneuerbaren Energien werden. Ob dies auch Eintritt, wird sich in der praktischen Erprobung dieser Systeme im alltäglichen Einsatz zeigen.

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