Mehr als heisse Luft: Wenn Sonnenenergie zu Dampf wird

Ein Material, das 85 Prozent der einfallenden Sonnenenergie in Dampf umwandelt kann – dies wurde am amerikanischen Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt. In entlegenen Gebieten, wo die Sonne die einzige Energiequelle ist, dürfte es laut den Forschern besonders nützlich sein.

Das Material funktioniert ähnlich wie ein Schwamm, der an einem heissen Sommertag in Wasser gelegt wird: Der Schwamm saugt kontinuierlich Wassser auf und verdampft es. Der von den Forschern entwickelte „Schwamm“ setzt sich einer dünnen, doppelschichtigen, scheibenförmigen Struktur zusammen. Die oberste Schicht besteht aus Graphit. Trifft Sonnenlicht auf die Oberfläche, erzeugt es in der Graphitschicht einen sogenannten Hotspot. In der Folge drückt ein Druckgefälle das Wasser durch einen Kohlenstoffschaum. Tropft das Wasser in die Graphitschicht, verwandelt die dort konzentrierte Wärme das Wasser in Dampf.

Die Systeme, die heute zur Dampferzeugung genutzt werden, sind relativ komplex und führen zu erheblichen Wärmeverlusten. Dies wiederum macht die Erzeugung inneffizient. „Dampf ist wichtig für die Entsalzung, Hygienesysteme und Sterilisation“, erklärt Forschungleiter Hadi Ghasemi. Das am MIT entwickelte Material gibt kaum Hitze ab und kann auch bei relativ niedriger Sonnenstrahlung Dampf erzeugen. Dies macht laut den Wissenschaftlern herkömmliche und teure sowie komplexen Systeme für hochkonzentriertes Sonnenlicht überflüssig. (mai/mgt)