"Wundermaterial" macht Sonnenenergie zu Dampf

Das Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://web.mit.edu hat ein neues Material entwickelt, das 85 Prozent der einfallenden Sonnenenergie in Dampf umwandelt.

„Vor allem in entlegenen Gebieten, wo die Sonne die einzige Energiequelle ist, ist es sehr nützlich, wenn Solarenergie durch Wasserdampf generiert werden kann“, sagt MIT-Forschungsleiter Hadi Ghasemi.

Einfach und kostengünstig

Komplexe Systeme der heutigen Dampferzeugung führen zu erheblichen Wärmeverlusten und somit zu Ineffizienz in der Erzeugung. „Dampf ist wichtig für die Entsalzung, Hygienesysteme und Sterilisation“, so Ghasemi. Das am MIT entwickelte Material verliert nur wenig Hitze im Prozess und kann bei relativ niedriger Sonnenintensität Dampf erzeugen. Dies bedeutet, dass das Setup keine teuren und komplexen Systeme für hochkonzentriertes Sonnenlicht mehr benötigt.

Das MIT-Material erzeugt Dampf mit einer zehn Mal höheren Sonnenintensität, als der eines sonnigen Tages. Das ist die niedrigste optische Konzentration, welche bisher gemeldet wurde. So können Dampferzeugungs-Anwendungen mit geringerer Sonneinstrahlungs-Konzentration und weniger teuren Tracking-Systemen funktionieren.

„Dies ist ein großer Vorteil in der Kostensenkung“, so Ghasemi. „Diese Entwicklung ist sehr spannend für uns, weil wir mit einem völlig neuen Ansatz zur solaren Dampferzeugung kommen“, betont Ghasemi.

Schwamm für mehr Energie

Der „Energie-Schwamm“ besteht aus einer dünnen, doppelschichtigen, scheibenförmigen Struktur. Die oberste Schicht besteht aus Graphit. Wenn Sonnenlicht auf die Struktur einstrahlt, erzeugt es einen Hotspot in der Graphitschicht, wodurch ein Druckgefälle das Wasser durch einen Kohlenstoffschaum drückt. Tropft das Wasser in die Graphitschicht, verwandelt die dort konzentrierte Wärme das Wasser in Dampf.

Die Struktur funktioniert ähnlich wie ein Schwamm, der an einem heißen Sommertag in Wasser gelegt wird. Der Schwamm kann kontinuierlich Wasser absorbieren und verdampfen. „Es können verschiedene Kombinationen von Materialien in diesen beiden Schichten eingesetzt werden, was zu höheren Wirkungsgraden bei niedrigeren Konzentrationen führen könnte“, meint Ghasemi.