85 Prozent Wirkungsgrad 28.07.2014, 11:25 Uhr

Schwamm aus Kohlenstoffschaum macht Solarenergie zu Wasserdampf

Solarenergie lässt sich künftig effektiver in Wasserdampf umwandeln: Forscher der US-Eliteuniversität MIT haben einen Energieschwamm aus Kohlenstoffschaum und Graphit entwickelt, der einen Wirkungsgrad von 85 Prozent ermöglicht. Er ist zudem kostengünstiger als Spiegelsysteme. 

Anders als ein Kohlekraftwerk braucht der Energieschwamm lediglich Sonnenstrahlung, um Wasser in Dampf für Stromturbinen zu verwandeln. Den Wirkungsgrad von 85 Prozent wollen die MIT-Forscher jetzt noch erhöhen. 

Anders als ein Kohlekraftwerk braucht der Energieschwamm lediglich Sonnenstrahlung, um Wasser in Dampf für Stromturbinen zu verwandeln. Den Wirkungsgrad von 85 Prozent wollen die MIT-Forscher jetzt noch erhöhen. 

Foto: dpa/Oliver Berg

Gang Chen, Leiter des Department of Mechanical Engineering des Massachusetts Institute of Technology (MIT), und sein Mitarbeiter Hadi Ghasemi haben einen stark porösen schwammartigen Werkstoff entwickelt, der aus Graphitflocken besteht, die auf einen Untergrund aus Kohlenstoffschaum aufgebracht sind.

Wenn Sonnenlicht auf die Oberfläche des Schwamms trifft, entwickelt das Graphit hohe Temperaturen. Dadurch wird das Wasser unter dem Schwamm durch dessen Poren angesogen. Dieses Wasser verdampft umgehend. Je intensiver das Sonnenlicht ist, desto mehr Wasserdampf wird erzeugt.

Das Graphit entwickelt bei Sonneneinstrahlung hohe Temperaturen, sodass Wasser angesaugt wird und an der Oberfläche verdampft. 

Das Graphit entwickelt bei Sonneneinstrahlung hohe Temperaturen, sodass Wasser angesaugt wird und an der Oberfläche verdampft. 

Quelle: MIT

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft Aktiengesellschaft in München-Firmenlogo
Underwriter Downstream / Energy (m/f/d)* Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft Aktiengesellschaft in München
München Zum Job 
STAWAG - Stadt und Städteregionswerke Aachen AG-Firmenlogo
Betriebsingenieur:in Wärmeanlagen (m/w/d) STAWAG - Stadt und Städteregionswerke Aachen AG
Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung-Firmenlogo
Genehmigungsmanager (m/w/d) Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung
Stuttgart-Vaihingen Zum Job 
Stadtwerke Südholstein GmbH-Firmenlogo
Ingenieur der Elektro- oder Energietechnik als Leiter Planung und Netzbetrieb Strom (m/w/d) Stadtwerke Südholstein GmbH
Pinneberg Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Baukoordination und Qualitätssicherung (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Projektierung Netze Strom / Gas (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Klinikverbund Südwest-Firmenlogo
Strahlenschutzbeauftragter (m/w/d) Klinikverbund Südwest
Sindelfingen Zum Job 
Klinikverbund Südwest-Firmenlogo
Strahlenschutzbeauftragter (m/w/d) Klinikverbund Südwest
Sindelfingen Zum Job 
Bruno Bock Group-Firmenlogo
Project Manager (m/w/d) Energy Management Bruno Bock Group
Landeshauptstadt Düsseldorf-Firmenlogo
Leitung des städtischen Krematoriums (m/w/d) für das Garten-, Friedhofs- und Forstamt Landeshauptstadt Düsseldorf
Düsselodrf Zum Job 
Hochschule Reutlingen-Firmenlogo
Akademische:r Mitarbeiter:in "Wärmewende" (m/w/x) Hochschule Reutlingen
Reutlingen Zum Job 
IPH Institut "Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik" GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Elektrotechnik LV (m/w/d) IPH Institut "Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik" GmbH
Berlin-Marzahn Zum Job 
Landeswohlfahrtsverband Hessen (LWV)-Firmenlogo
Dipl.-Ingenieurin / Dipl.-Ingenieur (m/w/d) oder Bachelor / Master (m/w/d) Fachrichtung Architektur oder Bauingenieurwesen Landeswohlfahrtsverband Hessen (LWV)
Stadt Reutlingen-Firmenlogo
Beauftragte (m/w/d) für eine klimaneutrale Stadtverwaltung Stadt Reutlingen
Reutlingen Zum Job 
HUBER SE-Firmenlogo
Vertriebsingenieur (m/w/d) Industrial Solutions - Team Food HUBER SE
Berching Zum Job 
naturenergie netze GmbH-Firmenlogo
Teamleiter (m/w/d) Netzentwicklung naturenergie netze GmbH
Rheinfelden (Baden) Zum Job 
einsfünf Beratungsgesellschaft mbH-Firmenlogo
Berater*in Energiemanagement einsfünf Beratungsgesellschaft mbH
Aachen, Düsseldorf, Köln Zum Job 
Stadtwerke Weimar Stadtversorgungs-GmbH-Firmenlogo
Planungsingenieur (m/w/d) Fernwärme Stadtwerke Weimar Stadtversorgungs-GmbH
Propan Rheingas GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Senior Energieberater (m/w/d) Propan Rheingas GmbH & Co. KG
Technische Universität Berlin-Firmenlogo
Betriebliche*r Umweltbeauftragte*r, Gefahrgutbeauftragte*r, Abfallbeauftragte*r, Gewässerschutzbeauftragte*r / Technische*r Beschäftigte*r (d/m/w) Technische Universität Berlin

Aber selbst bei geringem Sonnenlichteinfall hört die Dampfproduktion nicht auf – sie vermindert sich lediglich. „Vor allem in entlegenen Gebieten, wo die Sonne die einzige Energiequelle ist, ist es sehr nützlich, wenn Solarenergie durch Wasserdampf generiert werden kann“, erklärt Chen.

Solaranlagen, die auch nachts Strom produzieren, sind ein Durchbruch, um die Erneuerbaren Energien grundlastfähig zu machen. Vor allem Solarturm-Kraftwerken gelingt es, durch Spiegel so viel Energie zu bündeln, dass die Hitze ausreicht, um auch nachts Turbinen zu betreiben. 

Energieschwamm erreicht Wirkungsgrad von 85 Prozent

Ghasemi betont, dass das verwendete Material ausgesprochen kostengünstig ist. Gerade darin sieht er einen Vorteil gegenüber komplexeren Verfahren zur Gewinnung von Wasserdampf aus Sonnenlicht. Zu diesen zählt beispielsweise der Einsatz ganzer Batterien an Spiegeln, die auf einen Wasserbehälter ausgerichtet sind und Wasser erhitzen; oder Flüssigkeiten mit Nanopartikeln, die sich bei Sonneneinstrahlung erhitzen. Diese Verfahren zeichnen sich aber durch einen vergleichsweise niedrigen Wirkungsgrad bei relativ hohen Kosten aus. Das neue System hingegen erzielt einen Wirkungsgrad von bis zu 85  Prozent.

MIT-Forscher wollen Wirkungsgrad weiter steigern

Während der Materialexperimente haben die MIT-Forscher das Graphit in einen Mikrowellenherd gesteckt, wo es sich laut Chen wie Popcorn verhielt. Nach dem Erhitzen zerfiel es in stark poröse Graphitflocken.

Wasser verdampft auf der Oberfläche des Energie-Schwamms. Interessant ist das Material, weil es kostengünstiger ist als Spiegelsysteme, die Sonnenstrahlen auf einen Wasserbehälter richten. 

Wasser verdampft auf der Oberfläche des Energie-Schwamms. Interessant ist das Material, weil es kostengünstiger ist als Spiegelsysteme, die Sonnenstrahlen auf einen Wasserbehälter richten. 

Quelle: MIT

Bei dem Untergrund aus Kohlenstoffschaum kam es vor allem darauf an, dass sich in diesem Schaum so viel Luft befindet, dass weder das Kohlenstoffmaterial, noch die darauf aufgebrachten Graphitflocken im Wasser untergehen können. Ghasemi geht davon aus, dass es bei der Weiterentwicklung möglich ist, einen Wirkungsgrad zu erreichen, der noch über 85 Prozent liegen dürfte. 

Ein Beitrag von:

  • Peter Odrich

    Peter Odrich studierte Betriebswirtschaftslehre mit Schwerpunkt Verkehrsbetriebe. Nach 28 Jahren als Wirtschaftsredakteur einer deutschen überregionalen Tageszeitung mit langer Tätigkeit in Ostasien kehrte er ins heimatliche Grossbritannien zurück. Seitdem berichtet er freiberuflich für Zeitungen und Technische Informationsdienste in verschiedenen Ländern. Dabei stehen Verkehrsthemen, Metalle und ostasiatische Themen im Vordergrund.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.