Erneuerbare Energie: So wollen Forscher aus Regen Strom gewinnen

Willy Flemmer
Freier Autor für Yahoo

Der Ruf nach erneuerbarer Energie wird immer lauter. Nun haben Forscher eine Möglichkeit gefunden, wie man aus Regen effizient Strom gewinnen kann.

Auf Dächer fallender Regen soll in Strom verwandelt werden. (Bild: Getty Images)

Das Klima wird immer wärmer. Paradoxerweise ist die Zunahme von Unwettern aller Art in vielen Teilen der Welt die Folge davon. Den Populisten spielt das in die Karten. Sie können mit dem zynischen Hinweis "Was heißt Klimawandel, es ist doch kühl und regnet und schneit da draußen" die Verantwortung von sich wälzen. Oder sie spielen den Ball einfach den Wissenschaftlern zu nach dem Motto: Die Forscher werden's schon richten. Und tatsächlich: Eine kleine Gruppe von Wissenschaftlern hat eine Möglichkeit gefunden, wie man aus Regen effizient Energie gewinnt.

Den Durchbruch ist den Forschern um Professor Wang Zuankai am Fachbereich für Maschinenbau der City University in Hongkong gelungen. In einer zweijährigen Forschungsarbeit haben sie einen Generator entwickelt, der eine Struktur ähnlich eines Feldeffekttransistors aufweist. FETs unterscheiden sich von Bipolartransistoren darin, dass hier nur ein Ladetyp an der Erzeugung des Stroms beteiligt ist. Wie die Forscher im Wissenschaftsmagazin Nature ausführen, erreiche ihr Generator eine momentane Leistungsdichte von bis zu 50,1 W/m2, was tausend Mal höher sei als bei Generatoren ohne FET-ähnlichem Design.

Teflon auf dem Dach?

Der Generator basiert auf einer Verbindung zwischen einer Aluminium-Elektrode und einer Indium-Zinnoxid-Elektrode (ITO). Bei der Letztgenannten handelt es sich um einen weitgehend unsichtbaren Halbleiter, der mit einem PTFE-Film (Polytetrafluorethylen) beschichtet ist, einem aus Fluor und Kohlenstoff bestehenden Material mit einer quasi-permanenten elektrischen Ladung, sehr geringen Oberflächenspannung und einer guten Hitzebeständigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften kommt PTFE gerne als Antihaftfilm auf Bratpfannen zum Einsatz. Allgemein bekannt ist der 1938 entdeckte Kunststoff auch unter dem Begriff Teflon.

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Die PTFE-Indiumzinnoxid-Elektrode ist beim Generator der Hongkonger Forscher für die Erzeugung, Speicherung und Induktion von Ladung zuständig. Trifft ein Tropfen auf die Oberfläche, überbrückt er die Aluminium- und PTFE/ITO-Elektrode und erzeugt so einen geschlossenen Stromkreis. "Unsere Forschung zeigt, dass ein Tropfen von 100 Mikrolitern [1 Mikroliter gleicht einem Millionstel Liter] Wasser, der aus einer Höhe von 15 cm freigesetzt wird, eine Spannung von über 140 V erzeugen kann", erklärt Forschungsleiter Wang. Mit der erzeugten Energie könnten 100 kleine LED-Glühbirnen zum Leuchten gebracht werden.

Auch Regenschirme könnten Stromspeicher sein. (Bild: Getty Images)

Das zweite zentrale Element des Generators ist die Eigenschaft, das kontinuierliche Auftreffen von Tropfen zu bewältigen. Kommt es zum Beispiel zu anhaltenden Regenfällen, erreichen die Oberflächenladung eine Sättigung, so Wang. Auf diese Weise könnte der Engpass der niedrigen Ladungsdichte überwunden werden.

Verwendungsmöglichkeiten

Noch ist der Generator ein Forschungsprojekt. Der Weg zum marktreifen Produkt ist noch lang. Eine der Herausforderungen besteht darin, so viel Energie zu sammeln, dass damit dauerhaft Strom erzeugt werden kann. Die Verwendungsmöglichkeit des Stromgenerators ist breit gefächert. Er könnte überall dort Strom erzeugen, wo Regen bzw. Wasser auf Oberfläche trifft – von Dächern über Fähren bis hin zu Regenschirmen und sogar dem Innern einer Flasche.