Neutrino-Voltaic: Strom aus kosmischer Strahlung – Seit Jahren unerwünschte Realität

Die moderne Welt muss dringend Stromquellen finden, die in naher Zukunft das bestehende, auf fossilen Brennstoffen basierende, System ersetzen. Mit einer einfachen, unabhängigen und dezentralen Energieversorgung könnten Übertragungsverluste und Baukosten drastisch reduziert werden.

In der heutigen Welt kann nur eine Wirtschaft erfolgreich sein, die auf der Minimierung der Kosten für die Herstellung von Waren und Dienstleistungen basiert. Ein Beispiel ist Deutschland, das ein umfassenderes System zur Stromerzeugung aufbaut hat und (konventionelle) Erzeuger und Verbraucher so nah wie möglich zusammenbringt.

Darüber hinaus werden in Deutschland alternative Stromerzeugungsquellen wie Sonnenenergie oder Windenergie favorisiert. Bestehende alternative Energien weisen jedoch erhebliche Nachteile auf, die ihre weitverbreitete Verwendung stark einschränken.

Je komplexer die Konstruktion, desto größer die Wahrscheinlichkeit eines Versagens

Es ist jedoch anzumerken, dass Wissenschaftler und Konstrukteure auf dem Weg zur Schaffung technisch komplexer (Kern-)Kraftwerke vor der ernsten Notwendigkeit stehen, die Sicherheit solcher Kraftwerke zu gewährleisten. Infolgedessen sind doppelt oder mehrfach redundante Sicherheitssysteme nötig, was sich jedoch auf den Verkaufspreis von Elektrizität auswirkt. Je komplexer die technische Konstruktion ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es versagt.

Darüber hinaus gehen Industrieländer den Weg vom „Umweltretter“ Elektrofahrzeug und verbannen „schmutzige Diesel“ aus ihren Städten. Ein Trend, der wohl noch so lange anhalten wird, bis die Menschen verstehen, dass 0,00152 Prozent vom Menschen gemachtes „böses“ CO2 das Weltklima weder stürzen noch retten können. Aber egal ob (Diesel-)Hybrid oder Elektro, elektrische Energie wird auch in Zukunft eine immer größere Bedeutung spielen – und wir immer mehr davon benötigen.

Kein Perpetuum Mobile nötig, Energie ist im Überfluss vorhanden

Um das Weltenergieproblem zu bewältigen, ist jedoch weder ein Wunder noch ein Perpetuum Mobile nötig. Die Forscher müssen lediglich die Augen nach neuen Ansätzen offen halten, denn Energie ist im Überfluss vorhanden. Genau das haben die Mitarbeiter der deutsch-amerikanischen Firma NEUTRINO Energy Group getan und eine Technologie zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Energie kosmischer Teilchen des unsichtbaren Strahlungsspektrums entwickelt. Die entstandene nanoskalige Beschichtung ist die Erfindung der NEUTRINO-Wissenschaftler um den deutschen Mathematiker Holger Schubart.

Grundlage ist ein in Schichten aufgebrachter, hochdichter Verbundwerkstoff, der Tausendstel der Energie von Teilchen des unsichtbaren Emissionsspektrums in elektrischen Strom umwandeln kann. Die auf einem dünnen Metallträger aus elektrischer Energie abgelagerten Nanoschichten aus dotiertem Graphen und Silizium ermöglichen die Erzeugung von Elektrizität durch atomare Schwingungen. Wenn die Schichten eine optimale Dicke haben, erzeugen diese atomaren Schwingungen eine Resonanz, die auf einen Metallträger übertragen wird, und die resultierende Energie wird in elektrische Energie umgewandelt.

Die Ergebnisse, die zweifellos die theoretische Möglichkeit der Stromgewinnung aus verschiedenen Strahlungsarten bestätigen, wurden von Wissenschaftlern der Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich unter der Leitung von Professorin Vanessa Wood veröffentlicht.

Sie liefern Erkenntnisse, was genau mit atomaren Schwingungen in nanoskaligen Materialien passiert und wie die Ergebnisse für die praktische Entwicklung von Nanomaterialien für verschiedene Arten von praktischen Anwendungen verwendet werden können.

Schwingende Atome liefern Strom für die Zukunft

Alle Materialien bestehen aus schwingenden Atomen. Diese atomaren Schwingungen oder „Phononen“ sind dafür verantwortlich, wie die elektrische Ladung und Wärme in Materialien übertragen werden. Die Schwingungen von Metallen, Halbleitern und Isolatoren sind gut untersucht. Derzeit werden Materialien im Nanomaßstab verwendet, um die Leistung von Geräten wie Displays, Sensoren, Batterien und katalytischen Membranen zu verbessern. Was mit Vibrationen passiert, wenn das Material nanoskalig ist, ist noch nicht bekannt“, so die ETH-Wissenschaftler.

„Für einige Anwendungen wie Katalyse, Thermoelektrik oder Supraleitung können diese großen Schwingungen positiv sein. Für andere Anwendungen wie LEDs oder Solarzellen sind diese Schwingungen jedoch unerwünscht“, erklärt Wood. „Nachdem wir nun bewiesen haben, dass Oberflächenschwingungen wichtig sind, können wir systematisch Materialien entwickeln, um diese Schwingungen zu unterdrücken oder zu verstärken.“

Durch die Beobachtungen, wie Atome Neutronen in einem Material streuen, ist es möglich zu quantifizieren, wie Atome in einem Material schwingen. Dies ist eine wichtige Schlussfolgerung, die die zugrunde liegenden Eigenschaften der NEUTRINO-Beschichtung eines Metallträgers bestätigt. Diese kann die Energie von Partikeln des unsichtbaren Emissionsspektrums in Elektrizität umwandeln. In diesem Fall ist noch einmal zu beachten, dass das Beschichtungsmaterial die Stärke der atomaren Schwingungen erhöht.

Der äußere Einfluss verschiedener Strahlungen auf die Beschichtung, einschließlich der Wirkung von Neutrinos, verursacht noch größere atomare Schwingungen, die zu einer Resonanz der Schwingungen führen. Diese kann wiederum auf einen metallischen Träger übertragen und die resultierende Energie in Elektrizität umgewandelt werden. Die beschichtete Seite des Substrats stellt dabei den positiven Pol, die unbeschichtete Oberfläche den negativen Pol dar.

Neutrinovoltaic – Umwandlung von kosmischer in irdische Energie

Die verwendeten Materialien ermöglichen, dass ganz unterschiedliche Arten von Strahlung wie elektromagnetische Strahlung, ionisierende Strahlung, Neutronen usw. für die Energieerzeugung genutzt werden können. Kosmische Neutrinos sind jedoch der wichtigste Bestandteil der neuen Stromquelle.

Warum ist es notwendig, die Rolle von Neutrinos besonders hervorzuheben und warum wurde die Technologie NEUTRINOVOLTAIC genannt? Der Beitrag des Neutrinos zur Ergebniswirkung auf die Beschichtung des metallischen Trägers ist signifikant.

Darüber hinaus ist der Neutrinofluss im Gegensatz zu anderen Arten von Strahlung, die die Beschichtung beeinflussen, unabhängig von Tageszeit, Wetter und verschiedenen Abschirmungen konstant sehr hoch. Um den Beitrag der Neutrinos zu bewerten, wurde die Technologie in einem sogenannten Faradayschen Käfig und unter der Erde in einer Tiefe von 30 m getestet. Ergebnis: Keine signifikante Energieeinbuße.

Eine Folie im Format A4 stellt unter Laborbedingungen eine stabile elektrische Leistung 2,5 bis 3,0 Watt bereit. Mit 40 bis 48 Watt pro Quadratmeter ist die Leistungsabgabe etwa halb so groß wie die von Photovoltaikzellen. Aufgrund der hohen Durchdringungskraft kosmischer Strahlung lassen sich die NEUTRINO-Folien jedoch beliebig übereinander legen. Ein „Stapel Kopierpapier“ könnte dementsprechend 1,25 bis 1,5 kW bereitstellen. Dies entspricht der Leistung vieler Wasserkocher oder einer kleinen Herdplatte.

Ein Diplomatenkoffer zur Stromerzeugung

Eine auf dieser Technologie basierenden, alltagstaugliche Anwendung ist der NEUTRINO POWER CUBE ®, der für die Stromerzeugung von 4,5 bis 5,5 kW ausgelegt ist. Nach Herstellerangaben hat er zudem eine kompakte „Diplomatengröße“. Dieser besteht aus zahlreichen Schichten Metallfolie, die zusammengepresst und mit einem Spezialspray überzogen werden. Ähnlich wie eine Photovoltaikzelle ist die Folie in der Lage, unabhängig vom regionalen Stromnetz elektrische Energie zu erzeugen.

Da die kosmische Hintergrundstrahlung unabhängig von der Sonne ist und die Erde auch bei völliger Dunkelheit erreicht, kann diese Technologie 24 Stunden am Tag Energie bereitstellen. Auch der Einbau in die Karosserie von Elektrofahrzeugen ist möglich und würde die Reichweite zwischen zwei Ladevorgängen erheblich erhöhen oder auf kurzen Strecken das Laden an der Steckdose völlig überflüssig machen.

Diese Technologie in ihrer praktischen Anwendung könnte nicht nur zur Lösung vieler Probleme auf unserem Planeten beitragen, sondern auch die Lebensweise der Menschen radikal verändern. Und das ist kein Traum, sondern die Realität der nahen Zukunft. (ts)