Tauchen mit einem kleinen Beutelchen voller Kristalle statt Pressluftflaschen
Dänische Forscher haben ein Material entwickelt, das drei Mal so viel Sauerstoff speichern kann wie ein gewöhnlicher Tank. Die synthetische Substanz könnte Autos mit Brennstoffzellen verbessern, Lungenpatienten das Leben erleichtern und Tauchern die großen Pressluftflaschen ersparen.
Ein Taucher befreit einen Seeskorpion aus einem Netz am Wrack der "Friedrich Engels" in der Ostsee östlich von Rügen: Dänische Forscher haben ein Material entwickelt, das Sauerstoff so gut speichert, dass man künftig keine Sauerstoffflaschen mehr unter Wasser benötigen würde.
Foto: Wolf Wichmann/archaeomare/dpa
Das kristalline Material kann Sauerstoff in großen Mengen aufnehmen, speichern und wieder abgeben. Und das praktisch unbegrenzt. „Es ist, als würde man einen Schwamm in Wasser tauchen, ihn auspressen und diesen Vorgang immer und immer wiederholen“, erklärt Christine McKenzie, die den Sauerstoffspeicher zusammen mit Kollegen an der Universität von Süddänemark entwickelt hat.
Das kristalline Material verändert seine Farbe bei der Aufnahme oder Abgabe von Sauerstoff. Die Kristalle sind schwarz, wenn sie mit Sauerstoff gesättigt sind, und rosa, wenn der Sauerstoff wieder abgegeben wird.
Quelle: Universität von Süddänemark
Das Material besteht im Kern aus Kobalt. Dieses Element habe eine molekulare Struktur, die besonders gut Sauerstoff aus der Umgebung absorbiert, erklärt McKenzie. Der Prozess ähnele der Art der Sauerstoffaufnahme, für die Menschen und viele andere Lebewesen Eisen brauchen.
Leichtes Erhitzen reicht, um den Sauerstoff freizusetzen
Die Wissenschaftler beobachteten mithilfe sogenannter Röntgenstrahlbeugung, wie sich die Atome zueinander verhalten. Dann untersuchten sie die Wirkung äußerer Einflüsse. Wird das Material beispielsweise nur leicht erhitzt, gibt es Sauerstoff ab. Das Gleiche geschieht unter einem Vakuum.
Der Sauerstoff kann also gezielt und auf relativ einfache Weise gelöst und genutzt werden. Und eine Menge, die in einen gewöhnlichen Putzeimer passt, reiche bereits aus, um den Sauerstoff in einem mittelgroßen Raum vollständig aufzunehmen. Damit sei es möglich, drei Mal so viel Sauerstoff zu speichern wie in einem gewöhnlichen Tank, der unter Druck befüllt wird – beispielsweise in den Pressluftflaschen von Tauchern. „Für einen Atemzug braucht es nur einige Körner des Materials. Mehr müssten Taucher dann nicht mehr dabei haben“, sagt McKenzie.
Mittel auf dem Weg zur unerschöpflichen Energie?
Mögliche Anwendungen gehen aber nach Ansicht der dänischen Wissenschaftler weit über diesen Zweck hinaus. So könnten viele Lungenpatienten, die einen erhöhten Sauerstoffbedarf haben und entsprechende Geräte immer bei sich haben müssen, in Zukunft mit deutlich kleineren und deshalb mobileren Tanks auskommen. Auch für Brennstoffzellen, die ihre Energie aus der Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff beziehen, könne die Erfindung einen großen Fortschritt bedeuten.
Professor Christine McKenzie im Labor der süddänischen Universität in Odense: Die Forscherin hat auf Basis von Kobalt ein Material entwickelt, das Sauerstoff ganz hervorragend speichern kann.
Quelle: Universität von Süddänemark
Die Forschergruppe untersucht jetzt, ob sich der Sauerstoff auch unter gezielter Lichteinwirkung lösen lässt. Dies könne große Bedeutung für das wachsende Forschungsfeld der künstlichen Photosynthese haben. Mit Licht Sauerstoff zu extrahieren – an dieser Methode arbeiten Wissenschaftler in aller Welt, um so eine schadstofffreie und praktisch unerschöpfliche Energiequelle zu entwickeln.
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