Forschung: Batterie aus Wasser?

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forschung-batterie-aus-wasserDas Phänomen der „Wasserbrücke“ ist schon seit dem 19. Jahrhundert bekannt. Wenn man hochreines und damit schlecht leitendes Wasser in zwei nebeneinander stehenden Behältern unter Hochspannung setzt, steigt das Wasser an den Innenseiten der Behälter nach oben und bildet einen Wasserstrang zwischen den Gefäßen. Zieht man die Gefäße langsam auseinander, kann diese Brücke bis zu 25 mm lang werden. Das Wasser fließt dabei in beide Richtungen. Die Aufnahme von Verunreinigungen in der Luft allerdings führt dazu, dass sich die Leitfähigkeit des Wassers erhöht und die Brücke aufgrund des zunehmenden Stromflusses und der damit verbundenen Erwärmung des Wassers abbricht.

Ladung in den Gefäßen blieb eine Woche lang erhalten

Einer Gruppe von Forschern der TU Graz ist es nun gelungen nachzuweisen, dass diese Wasserbrücke nicht nur elektrisch geladen ist, sondern dass diese elektrische Ladung auch gespeichert wird, zumindest für kurze Zeit. Die Ladung ist dabei nicht elektronisch, sondern protonisch. Je nachdem, ob das Wasser mehr oder weniger Protonen enthält, ist es positiv oder negativ geladen. Im positiv geladenen Wasser – der Anode – werden Protonen gebildet, die dann durch die Wasserbrücke in den Behälter mit negativer Spannung – die Kathode – fließen und dort neutralisiert werden. In den Gefäßen herrscht immer entweder Protonenüberschuss oder –mangel. Diese Ladungen bleiben auch erhalten, wenn die Spannung abgeschaltet und die Brücke unterbrochen wird: An der TU Graz blieb die Ladung der Flüssigkeiten über eine Woche lang messbar.

Theoretisch bedeutet dieses Phänomen, dass Wasser tatsächlich irgendwann als Batterie genutzt werden könnte. Auch andere Anwendungen scheinen denkbar, zum Beispiel in der Industrie: Substanzen könnten in der Wasserbrücke chemische Reaktionen mit anderen Materialien bilden, die Herstellung von Säuren und Laugen könnte ohne Gegen-Ionen und damit ohne saures oder alkalisches Wasser möglich werden. Damit könnten Reinigungsmittel umweltfreundlicher und Chemieabfall reduziert werden.

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Quellen / Weiterlesen:
Elektrisch geladenes Wasser speichert Energie – grenzwissenschaft-aktuell
Eine Wasserbrücke mit überschüssiger Ladung – Internetchemie.info
Neuer Stromspeicher: Wasserbrücke transportiert Flüssigkeiten und Energie – WiWo Green
Wasserbrücke – Universität Bielefeld – Fakultät für Physik
Bildquelle: © Woisetschläger/Fuchs – TU Graz


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