Wasserbrücken speichern Energie

  • 01. March 2016

Ladung des Wassers ist dabei nicht elek­tro­nisch, sondern pro­to­nisch.

Das im 19. Jahrhundert entdeckte Phänomen „Wasser­brücke“ war bis zu seiner Wieder­ent­deckung 2007 an der TU Graz in Ver­gessen­heit geraten. Wird hoch­reines, 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.

Wasserbrücke

Abb.: Wasserbrücken bilden sich unter dem Einfluss eines elektrischen Hochspannungsfeldes. (Bild: J. Woisetschläger & E. C. 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 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 Hydroxyl-Ionen neutra­li­siert. Da sich die Protonen mit endlicher Geschwin­dig­keit bewegen, herrscht in einem Wasser­behälter immer ein Protonen­über­schuss, im anderen ein Protonen­mangel.

Wenn nun die Wasserbrücke plötzlich ausgeschaltet wird, bleiben diese Protonen-Ladungen erhalten, wie sich mit Hilfe von Impedanz-Spektro­skopie messen lässt. Erste Unter­suchungen haben gezeigt, dass die Ladung der Flüssig­keiten über eine Woche stabil bleibt. 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.

TUG / RK

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