Technische Universität Graz - 01.03.2016
"Wasser-Batterie": Mittels Wasserbrücke zu geladenem H2O
Forschern der TU Graz ist es gemeinsam mit dem niederländischen Forschungszentrum Wetsus gelungen, elektrisch geladenes Wasser mittels schwebender Wasserbrücke zu erzeugen.
Bis zu ihrer wissenschaftlichen Wiederentdeckung 2007 an der TU Graz
war das im 19. Jahrhundert entdeckte Phänomen "Wasserbrücke" in
Vergessenheit geraten. Wird hochreines, also mehrfach destilliertes Wasser
in zwei Behältern unter Hochspannung gesetzt, wandert die Flüssigkeit den
Becher entlang nach oben und bildet eine schwebende Wasserbrücke zwischen
den Gefäßen. Das Wasser fließt in dieser Brücke in beide Richtungen und ist
in einem völlig neuen Zustand mit besonderen Dichte- und
Struktureigenschaften. Eine Forschungsgruppe der TU Graz und des
niederländischen Forschungszentrums Wetsus hat nun gezeigt, dass diese
schwebende Wasserbrücke elektrisch geladenes Wasser erzeugt und diese
Ladung zumindest für kurze Zeit speichert.
Die abgebildete Wasserbrücke bildete sich unter dem Einfluss eines
elektrischen Hochspannungsfeldes. Sie spannt sich über etwa einen
Zentimeter Länge zwischen den beiden Wasserbechern aus Teflon.
© Woisetschläger/Fuchs - TU Graz
Die Ladung des Wassers ist dabei nicht elektronisch, sondern protonisch. Das neuartige Wasser ist entweder positiv oder negativ geladen, je nachdem ob es mehr oder weniger Protonen enthält. Die Studie zeigt, dass im Anodenwasser - also in jenem Wasser mit anliegender positiver Spannung - im Rahmen der stattfindenden Elektrolyse Protonen gebildet werden. Diese Wasserstoffkerne fließen durch die Wasserbrücke in das Kathodenwasser des anderen, unter negativer Spannung stehenden Bechers und werden dort von Hydroxylionen neutralisiert. Da sich die Protonen mit endlicher Geschwindigkeit bewegen, herrscht in einem Wasserbehälter immer ein Protonenüberschuss, und im anderen einen Protonenmangel.
Wenn nun die Wasserbrücke plötzlich ausgeschalten wird, bleiben diese Protonen-Ladungen erhalten, wie sich mit Hilfe von Impedanzspektroskopie messen lässt. Erste Untersuchungen haben gezeigt, dass die Ladung der Flüssigkeiten über eine Woche stabil bleibt.
Die Ladung des Wassers ist dank Wasserbrücke nicht elektronisch, sondern
protonisch. Das neuartige Wasser ist positiv oder negativ geladen, je
nachdem ob es mehr oder weniger Protonen enthält.
© Woisetschläger/Fuchs - TU Graz
Die Erkenntnis, dass derartige Wasserbrücken als elektrochemische oder biochemische Reaktoren genutzt werden können, eröffnet eine Vielzahl möglicher industrieller Anwendungen. Substanzen können in der Wasserbrücke mit anderen Materialien für chemische Reaktionen in Kontakt gebracht werden, Wasser könnte als Speichermedium für elektrische Ladung zur "Wasser-Batterie" werden, Säuren und Laugen könnten ohne Gegen-Ionen, also ohne saures oder alkalisches Wasser hergestellt werden. Das ebnet den Weg zu besonders umweltfreundlichen Reinigungsmitteln, reduziertem Abfall aus chemischen Prozessen und eröffnet neue Möglichkeiten für medizinische Anwendungen.
Weitere Informationen unter:
http://iopscience.iop.org/0022-3727/page/Forthcoming%20articles
- Link zur Publikation im Journal of Physics (DOI 10.1088/0022-3727/49/12/125502)
http://pressearchiv.tugraz.at/pressemitteilungen/2007/07.11.2007.htm
- Link zur Presseaussendung der TU Graz im November 2007
Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung unter:
http://idw-online.de/de/institution475
*
Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft e. V. - idw - Pressemitteilung
Technische Universität Graz, Mag. Susanne Eigner, 01.03.2016
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de
veröffentlicht im Schattenblick zum 3. März 2016
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