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Brennstofffreie Stromerzeugung dringt in den Energiemarkt

Neutrinotechnologie Titelbild

Technologien zur Stromerzeugung ohne Brennstoffe drängen auf den Strommarkt

Die Öl- und Gasproduzenten veröffentlichen regelmäßig das Volumen der nachgewiesenen Öl- und Gasreserven. So hat Gazprom gerade bekannt gegeben, dass es über Gasreserven für 100 Jahre verfügt. Einerseits ist dies eine ernstzunehmende Zahl, andererseits handelt es sich um eine kurze Zeitspanne in der Geschichte der Zivilisation auf der Erde, so dass wir jedenfalls bereits über eine Welt ohne Energieerzeugung aus Kohlenwasserstoffen nachdenken sollten.

Viele Länder entwickeln aktiv die Kernenergie weiter. Doch die Uranerzvorkommen sind endlich, obwohl Atomwissenschaftler bereits kombinierte Kernbrennstoffe entwickelt haben.

Zentrale Erzeugung von Energie aus Wasserstoff und Konzepte für den Individualverkehr auf der Basis von Wasserstoff sind bis heute noch eher eine Idee als eine praktische Lösung, denn sie erfordern die Lösung vieler technologischer Probleme, vollem aber massive Investitionen in Produktion und Infrastruktur. Außerdem verschweigen Klimawissenschaftler und Umweltschützer, dass Wasserdampf eines der wichtigsten Treibhausgase ist und sein Beitrag zur globalen Erwärmung ebenso gefährlich ist jener von Kohlendioxid sein soll. Bei der Verbrennung von Wasserstoff auf globalem Level entstehen Wasserdampf und Wasser, deren Freisetzung unweigerlich zu einem Anstieg der Konzentration von Wasserdampf in der Atmosphäre führt.

Der Weg zu einer nachhaltigen Entwicklung der Erdzivilisation ist zweifellos mit brennstofffreien Technologien im Bereich der Stromerzeugung und des elektrisch betriebenen Verkehrs verbunden. Schon jetzt gibt es zahlreiche Prototypen brennstoffloser Generatoren, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Dennoch beruhen 95 % dieser Entwicklungen auf verschiedenen rotierenden magnetischen Generatoren, arbeiten also nach dem selben Grundprinzip.

Bei objektiver Betrachtung muß man zugeben, dass die Entwicklung brennstoffloser Generatoren zur Stromerzeugung bisher noch nirgends industriell in Serie gegangen ist. Dennoch könnte sich aus der Anzahl der Entwicklungen noch der eine oder andere Lösungsansatz ergeben, denn es arbeiten parallel viele Entwickler daran.

Pro & Kontra

Oft wird in Kommentaren von Artikeln auch auf die Gefahren industrieller Vermarktung hingewiesen. Zumeist argumentieren Industrielle dort. In deren Verständnis gefährdet die Einführung dezentraler brennstofffreier Stromerzeugung das bestehende zentrale Energiesystem ernsthaft. Dies beginnt bei der Herstellung von Ausrüstungen, geht weiter über die Stromproduktion und dem Transport durch die Leitungsnetze. Man argumentiert, neue brennstofflose Technologien schmälere Erlöse jetziger Unternehmen die an der Stromerzeugung und Energieverteilung beteiligt sind und gefährde – global betrachtet – Millionen von Arbeitsplätzen. Die Argumentation gipfelt darin, dass Manager dieser Unternehmen alles tun, um wettbewerbsfähige, nicht brennstoffbetriebene Technologien „totzumachen“. Vermutlich aus diesem Grund gibt es nur eine Handvoll Fälle, in denen eine brennstofflose Erzeugungstechnologie eingeführt wurde.

Die in Wahrheit einzige Chance, auf dem Energiemarkt Fuß zu fassen, ist die Entwicklung kleiner, brennstofffreier Generatoren für Privathaushalte. Der stabile Betrieb solcher Generatoren über mehrere Jahre hinweg und die Aussicht auf wirtschaftliche Vorteile aus einer solchen Technologie wird zwangsläufig die Aufmerksamkeit von Industrieellen auf sich ziehen und ist auch nicht mehr „totzumachen“. Nur so kann eine neue Technologie in die industrielle Energieversorgung hinüber transfomiert werden.

Neutrino® Power Cube
Neutrino® Power Cube

Plug & Forget

Doch der private Käufer ist ein sehr wählerischer Kunde. Er wird keinen kraftstofffreien Generator kaufen, der ständig gewartet und repariert werden muss oder gar Lärm erzeugt. Deshalb haben magnetische Generatoren mit rotierenden Rotoren oder Teilen kaum Chancen auf dem Einzelhandelsmarkt anzukommen. Eine der wichtigsten Voraussetzung, einen Kunde zufrieden zu machen ist die „Plug & Forget“-Konformität. Das bedeutet, das Gerät in Betrieb zu nehmen und dann nicht mit Serviceintervallen oder Ähnlichem konfrontiert zu sein – es also „vergessen“ zu dürfen, dennoch sich an dessen Nutzen zu erfreuen.

Von den bekannten Technologien zur Stromerzeugung ohne Brennstoffe entspricht am ehesten die Neutrinovoltaik diesem Prinzip. Doch auch hier gibt es Gegner dieser Entwicklung mit deren Argumenten. Unter Beteiligung von Wissenschaftlern versucht man zu verbreiten, dass das Neutrino ja die Erdoberfläche umfassend durchdringt ohne auf Widerstand zu stoßen, und führt das Argument an, dass riesige Detektoren gebaut werden, um Neutrinos einzufangen, so dass die kinetische Energie der neutralen Neutrinoteilchen nicht in elektrischen Strom umgewandelt werden kann. Wir brauchen jetzt nicht alle Argumente der Gegner anführen, doch es drängt sich der Verdacht auf, dass man sich nur oberflächlich und unaufmerksam mit den von der Neutrino® Energy Group veröffentlichten Materialien vertraut gemacht hat.

Irrtum & Aufklärung

Räumen wir zunächst mit einem Irrtum auf: nämlich diesem, der Mechanismus zur Umwandlung der Energie von Neutrinos mit Masse bestünde darin, den Neutrinos beim Durchqueren von Oberflächen stromerzeugender Platten ihre kinetische Energie vollständig zu entziehen. Also Neutrinos zu bremsen oder zu stoppen oder ihre Geschwindigkeit auf Null zu reduzieren.

Der Mechanismus der Energieerzeugung durch die Neutrinovoltaik ist die Schwingung der Graphen-Atome, die eine “Graphen”-Welle erzeugt. Je größer die Amplitude und die Frequenz der Schwingungen der Graphen-Atome sind, desto größer ist die vom Stromerzeugungselement erzeugte Leistung. Die “Graphen”-Welle ist unter dem Mikroskop mit hoher Auflösung sichtbar, eine Tatsache, die nicht bestritten werden kann.

Scattered Neutrino
Ein vereinfachtes Schema für kohärente elastische Neutrinostreuung an schweren Kernen.
D.Y. Akimov, Ph.D. (MEPhI-Stipendiat)/Wissenschaft

Nun, was beeinflusst die Amplitude und Frequenz der Schwingungen von Graphenatomen? Das sind vor allem thermische Bewegungen (Brownsche Bewegung) der Graphenatome sowie massehaltige Neutrinos, die auf die Kerne von Graphenatomen treffen. Diese beiden Effekte verstärken aus der thermischen Bewegung resultierende Schwingungen.

Und diese beiden Effekte gibt es überall auf der Erde. In der Nähe von Hochspannungsleitungen können diese sogar noch verstärkt werden.

Dazu kommt, das Graphen – molekular betrachtet – besonders groß ist, vergleicht man die Atomkerne mit anderen Elementen des Periodensystems oder in anderen Kohlenwasserstoffen. Somit ist die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes mit Neutrinos, die nur einen Bruchteil der Masse von Graphen haben, recht hoch. Dazu kommt, das auch nur ein Bruchteil eines Prozents des gesamten Neutrinoflusses von 60 Milliarden Teilchen pro Sekunde und cm2 Erdoberfläche überhaupt interagiert. Dennoch ist das genug, um daraus Energie zu erzeugen.

Der Aufprall von superleichten Neutrinos auf den Kern eines Graphenatoms kann – wenn das Neutrino Teilchen niederenergetisch ist – das Teilchen ganz aufhalten oder eben abprallen lassen und damit seine Flugbahn verändern. Das passiert vorallem, wenn der Aufprall tangential zum Kern des Graphenatoms erfolgt.

Argon & Graphen

Die Tatsache, dass eine solche Wechselwirkung stattfindet, wurde in der Arbeit des COHERENT Collaboratory am Oak Ridge National Laboratory (USA) bestätigt. Die Autoren, zu denen Wissenschaftler aus vier Ländern gehörten, darunter Russland (Alikhanov ITEP (Kurchatov Institute), MEPhI und MIPT), untersuchten die Wechselwirkung niederenergetischer Neutrinos mit Argonkernen und kamen zu dem Schluss, dass es eine kohärente elastische Neutrino-Kern-Streuung (CEvNS) gibt. Argon hat die Ordnungszahl 18 im Periodensystem der chemischen Elemente und ein Atomgewicht von 39,948 – während Graphen (Kohlenstoff) die Ordnungszahl 6 und ein Atomgewicht von 12,011 hat. Dies deutet darauf hin, dass die Wirkung von Neutrinos, die auf die Kerne von Graphenatomen treffen, ausgeprägter sein wird als die von Argonkernen.

Diese Forschungsergebnisse nimmt die Neutrino® Energy Group als Anlass, auf die besondere Rolle der Neutrinos bei der Stromerzeugung hinzuweisen und die entwickelte Technologie „Neutrinovoltaik“ zu nennen.

Heute ist es unmöglich, den Beitrag der Neutrinos selbst im Vergleich zu den Auswirkungen der thermischen Bewegung auf Amplitude und Größe der Schwingungen von Graphenatomen zu quantifizieren. Das es jedoch einen solchen Mechanismus gibt und dieser sehr wichtig ist, das steht außer Zweifel.

Holger Thorsten Schubart, Präsident der Neutrino® Energy Group, betonte in seinen Vorträgen immer wieder, dass der Name, der die Teilchenbezeichnung “Neutrino” beinhaltet und zum Namen der Technologie Neutrinovoltaik führte, eher der Markenbildung dient, als dass er das Wesen der Technologie widerspiegelt.

Den Mechanismus der Stromerzeugung mit der Neutrinovoltaik-Technologie kann man in vielen veröffentlichten Artikeln nachlesen, deren Links im Newsportal auf der Website der Neutrino® Deutschland GmbH und in deutscher Sprache auch hier auf der GAIA Plattform zu finden sind.

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