Waschmaschinen setzen Plastikpartikel frei
Verunreinigung mit 2.000 Fasern pro Kleidungsstück und Wäsche
 

Dublin (pte001/24.10.2011/06:00) – Haushalts-Waschmaschinen gehören zu den wichtigsten Verschmutzern der Meere mit kleinen Plastikpartikeln. Sie setzen winzige Fasern aus Polyester und Acryl frei, kleiner als ein Stecknadelkopf, die an den Küsten angeschwemmt werden und für die Gesundheit und Sicherheit ein ernstes Problem darstellen. Das berichten Ökologen um Mark Browne vom University College Dublin http://ucd.ie in der Zeitschrift "Environmental Science & Technology".

Immer deutlicher stellt sich der Plastikabfall als ernste Gefahr für die Meere heraus. Aufgrund der synthetischen Polymerstruktur bleibt Plastikmüll mit seinen potenziell schädlichen Inhaltsstoffen bis zu Jahrzehnte erhalten. Je kleiner die Teilchen, desto leichter gelangen sie in den Körper von Tieren, lagern sich dort ab und können über die Nahrungskette auch vom Menschen aufgenommen werden.

Vom Pulli ins Meer

Nun analysierten die irischen Forscher die Verschmutzung von 18 Küsten aus allen Erdteilen, um die Größe und Herkunft des Mikroplastik-Problems zu überprüfen. Je dichter die Strände besiedelt waren, desto höher war die Partikelzahl. Als wahrscheinlichste Quelle bezeichnen die Experten das Abflusswasser von Waschmaschinen. Die Fasern, die beim Waschen freigesetzt werden, entsprechen in ihrer Form genau jenen, die auch an den Küsten zu finden sind. Pro Waschvorgang und Kleidungsstück werden über zu 1.900 dieser Fasern ausgespült.

Das Plastikpartikel-Problem wird in Zukunft noch zunehmen, so die Prognose der Forscher. Entgegensteuern könne man ihm am besten, wenn in der Gestaltung von Kleidung und auch von Waschmaschinen stärker darauf geachtet wird, dass beim Reinigen möglichst wenige Fasen in den Abfluss gelangen. Zudem gelte es auch, Methoden zu entwickeln, die Mikroplastik aus dem Abwasser filtern können.

Balg: Nanobalg funktioniert wie bei Akkordeon (Foto: pixelio.de/W.pilsak)

Carolina (pte015/18.06.2015/13:59) –

Forscher der North Carolina University http://unc.edu haben ein dehnbares und transparentes sowie leitfähiges Material
entwickelt, das wie eine Nano-Ziehharmonika funktioniert. Das Material
lässt sich in flexiblen Elektrogeräten, verformbaren Displays oder
tragbaren Sensoren anwenden.

Anleitungen aus der Geometrie

"Bisher gibt es keine leitfähigen, transparenten und
dehnbaren Materialien in der Natur, daher mussten wir selbst welche
entwickeln. Unsere Technik verwendete Anleitungen aus der Geometrie, um
sprödes Material zu dehnen", sagt Forschungsleiter Abhijeet Bagal. Die
Experten kreierten eine dreidimensionale Polymervorlage auf einem
Siliziumsubstrat und formten damit eine ganze Reihe von gleich großen
Rechtecken, die dann mit Zinkoxid als dem leitenden Material überzogen
wurden. Die Forscher entfernten anschließend das Silizium und die
Vorlage.

Was übrig blieb, waren eine Reihe von symmetrischen
Zinkoxid-Rippen und ein elastisches Substrat. Weil sowohl das Zinkoxid
als auch das Polymer durchscheinend sind, ist die Struktur transparent.
Und weil die Kämme erlauben, zu kontrahieren und zu expandieren wie die
Bälge des Akkordeons, ist auch die Dehnbarkeit des Materials gegeben.

Dicke der Zinkoxidschicht wichtig

"Wir können sogar die Dicke der Zinkoxidschichten
kontrollieren und haben dazu intensive Tests durchgeführt. Das ist
insofern wichtig, als dass die Stärke der aufgetragenen Zinkoxidschicht
die optische Struktur und elektrische sowie mechanische Eigenschaften
beeinflusst", so Bagal. Die Struktur kann wiederholt gedehnt werden,
ohne zu brechen. Obwohl ein geringer Leitungsverlust beim ersten Mal
entsteht, bei dem das Nano-Akkordeon gedehnt wird, bleiben die weiteren
Kontraktionen oder Expansionen ohne Leitungsverlust.

Frauen arbeiten jedoch effizienter

Manchester (pte/27.08.2005/07:00) – Kontroversieller kann eine Studie
gar nicht sein, berichtet die britische Zeitung The Herald
http://www.theherald.co.uk in ihrer Wissenschaftsspalte. Psychologe
Richard Lynn von der Ulster University http://www.rlynn.co.uk , der in
der Vergangenheit für Schlagzeilen sorgte, will es offensichtlich auch
diesmal wieder tun. Das Ergebnis der Untersuchung, die im British
Journal of Psychology erschienen ist lautet ganz klipp und klar:
"Männer sind klüger als Frauen". Die Geschlechterunterschiede machen
Männer besser geeignet für Aufgaben von höchster Komplexität als Frauen.

Lynns Untersuchungen, die er gemeinsam mit dem Psychologen Paul Irwing
von der University of Manchester durchgeführt hat, kommen zu dem
Schluss, dass zahlreiche Akademiker jegliche Unterschiede der IQs in
Untersuchungen ausgeschlossen haben. "Und diejenigen, die solche
festgestellt haben, sind zum Schluss gekommen, dass sie zu klein wären
um als signifikante Unterschiede genannt zu werden", erklärt Lynn.
Irwing gibt sich hinsichtlich der Studie etwas zurückhaltender. Im
Gespräch mit dem Herald meinte er, er wünsche sich ein anderes
Ergebnis, allerdings sei er mit Lynn gemeinsam zu einem
"wissenschaftlichen Ergebnis" gekommen und dieses stehe über der
persönlichen Meinung.

Fünf IQ-Punkte Unterschied können nicht so einfach weggewischt werden,
meint Lynn. Nach seiner Ansicht gebe es weit mehr Männer mit einem
höheren IQ als Frauen. Das Verhältnis sei etwa so: Auf drei Männer mit
einem IQ von über 130 komme eine Frau, auf 5,5 Männer mit einem IQ von
145 und darüber komme eine Frau. "Diese verschiedenen Prozentsätze von
Männern und Frauen mit hohem IQ sind es allerdings Wert, veröffentlicht
zu werden", meint Lynn. Das erkläre auch die größere Zahl von
männlichen Nobelpreisträgern, Schachgroßmeistern und Mathematikern.

Trotz der "frauenfeindlichen Forschungsergebnisse kommen die
Wissenschaftler zum Schluss, dass der IQ allein nicht der Weisheit
letzter Schluss sind. Frauen haben Männer im Erziehungsbereich
erfolgreich abgelöst – mit Ausnahme der Doktorate – . Der
IQ-Unterschied kann geschlechterspezifische Unterschiede am
Arbeitsplatz allerdings nicht hinreichend erklären. Eindeutige
Frauenstärke ist aber, so die Forscher, die größere Arbeitseffizienz.
Frauen sind gewissenhafter und schaffen längere durchgehende Perioden
harter Arbeit besser als Männer. Dass Frauen und Männer mit einem IQ
von 125 in gleicher Menge am Arbeitsprozess teilhaben, scheint damit
bewiesen.

Lynn wurde in der Vergangenheit immer wieder vorgeworfen, rassistische
Theorien zu haben. Eine Studie wurde von zahlreichen Experten als
extrem verworfen: Lynn hatte den Unterschied der Intelligenz zwischen
Weißen und Farbigen beweisen wollen. Außerdem erhielt der Forscher Geld
vom New Yorker Poineer Fund, dem Nazi-Verbindungen in den 30-er Jahren
nachgesagt wurden. Lynns Theorien fanden in Fachkreisen erhebliche
Kritik, da er behauptete, dass genetische Manipulation und natürliche
Selektion die Welt in zwei Teile teilen würde: in eine der
intelligenten Individuen in den Industriestaaten und in eine der
niedrigen Intelligenz in den Entwicklungsländern, in denen Armut und
Hunger den Alltag bestimmen.

  Facettenreiches magnetisches Phänomen
erstmals im Labor nachgewiesen

Bei der Entstehung von Schwarzen Löchern spielen magnetische
Instabilitäten eine entscheidende Rolle, sie regulieren aber auch die
Rotations-Geschwindigkeit kollabierender Sterne und beeinflussen das
Verhalten kosmischer Jets. Zum besseren Verständnis der
zugrundeliegenden Mechanismen sind Laborexperimente auf der Erde nötig.
Im Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) gelang in Zusammenarbeit
mit dem Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) erstmalig der
Nachweis einer solchen magnetischen Instabilität der
Tayler-Instabilität . Die gewonnenen Erkenntnisse sollen auch bei der
Konstruktion großer Flüssigmetall-Batterien helfen, die als preiswerte
Speicher für erneuerbare Energien im Gespräch sind.

Die Tayler-Instabilität wird von Astrophysikern unter anderem in Bezug
auf die Entstehung von Neutronensternen diskutiert. So müssten
Neutronensterne der Theorie zufolge sehr viel schneller rotieren, als
sie dies in Wirklichkeit tun. Die rätselhafte Bremswirkung wird
inzwischen der Wirkung der Tayler-Instabilität zugeschrieben, die die
Rotation von 1.000 Umdrehungen pro Sekunde auf etwa 10 bis 100
reduziert. In kosmischen Jets, also Materieströmen, die senkrecht aus
den rotierenden Gasscheiben in der Umgebung Schwarzer Löcher
herausströmen, werden gelegentlich Strukturen beobachtet, die an die
Doppelhelix der DNA erinnern. Auch für solche Strukturen könnte die
Tayler-Instabilität verantwortlich sein.

Flüssigmetall-Batterien Energiespeicher der Zukunft?

Theoretisch vorausgesagt wurde das jetzt erstmalig im Labor am
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf beobachtete magnetische Phänomen
von R.J. Tayler im Jahr 1973. Die Tayler-Instabilität entsteht immer
dann, wenn ein genügend starker Strom durch eine leitfähige Flüssigkeit
fließt. Ab einer bestimmten Stärke erzeugt die Wechselwirkung des
Stromes mit seinem eigenen Magnetfeld eine Strömung. Dass dieses
Phänomen nicht nur im Kosmos, sondern auch auf der Erde wirken kann,
wissen die Rossendorfer Wissenschaftler, seit sie sich mit
Flüssigmetall-Batterien beschäftigen. Sollten in Zukunft solche
Batterien als Speicher für regenerative Energien eingesetzt werden, so
könnte sich deren Realisierung auf Grund der beim Laden und Entladen
einsetzenden Tayler-Instabilität als komplizierter erweisen als angenommen.

Amerikanische Wissenschaftler entwickelten die ersten Prototypen und
gehen davon aus, dass das System einfach skalierbar wäre. Der Physiker
Dr. Frank Stefani vom HZDR bezweifelt das: Wir haben errechnet, dass ab
einer gewissen Stromdichte und Batteriegröße unweigerlich die
Tayler-Instabilität einsetzt und dazu führt, dass in den Metallschichten
eine starke Strömung entsteht. Diese rührt die flüssigen Schichten um
und es kommt zum Kurzschluss. In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins
Physical Review Letters berichtet das Team um Stefani gemeinsam mit
Kollegen vom AIP um Prof. Günther Rüdiger über das erste erfolgreiche
Experiment zum Nachweis der Tayler-Instabilität in einem Flüssigmetall.
Hierbei kommt eine bei Raumtemperaturen flüssige Legierung aus Indium,
Gallium und Zinn zum Einsatz, durch die ein Strom von bis zu 8.000
Ampere geschickt wird. Um andere Ursachen der beobachteten Instabilität,
wie z.B. Unregelmäßigkeiten in der Leitfähigkeit, auszuschließen,
verzichten die Forscher bewusst auf den Einbau von
Geschwindigkeitssensoren; stattdessen nutzen sie 14 hochempfindliche
Magnetfeld-Sensoren. Die gewonnenen Daten zeigen die Anwachsraten und
kritischen Ströme der Tayler-Instabilität, die in bemerkenswerter Weise
mit den numerischen Vorhersagen übereinstimmen.

Wie Flüssigmetall-Batterien funktionieren

Bei den kleineren amerikanischen Prototypen entsteht die
Tayler-Instabilität erst gar nicht, doch Flüssigmetall-Batterien müssen
sehr groß sein, damit sie sich rechnen. Frank Stefani führt aus: Ich
sehe Flüssigmetall-Batterien mit einer Grundfläche von Quadratmetern als
durchaus realistisch an. Sie lassen sich sehr einfach herstellen, indem
man die Flüssigkeiten in einen großen Behälter schüttet. Dann
organisieren sie ihre Schichtstruktur selbst und lassen sich beliebig
oft auf- und entladen. Das macht sie wirtschaftlich interessant. Solch
ein System kommt auch sehr gut mit dem Regellastbetrieb zurecht, der
ständig zwischen der Abnahme und Zufuhr von Strom schwankt.
Flüssigmetall-Batterien könnten also den bei Überangebot gespeicherten
Strom immer dann abgeben, wenn die Sonne gerade nicht scheint oder die
Windräder stillstehen.

Das Grundprinzip einer Flüssigmetall-Batterie ist sehr einfach: da
flüssige Metalle leitfähig sind, können sie direkt als Anoden und
Kathoden dienen. Füllt man zwei geeignete Metalle in einen Behälter, so
dass sich das schwere Metall unten und das leichtere oben befindet, und
trennt die Metalle durch eine Schicht aus geschmolzenem Salz, entsteht
eine galvanische Zelle. Die Metalle sind bestrebt, sich zu vermischen
und eine Legierung zu bilden. Da die Salzschmelze in der Mitte sie an
der direkten Vermischung hindert, müssen die Metallatome zunächst
Elektronen abgeben, um dann als Ionen durch die Salzschmelze zu wandern.
Beim anderen Metall angekommen, legieren sie sich mit ihm unter Aufnahme
von Elektronen. Beim Laden wird der Prozess umgekehrt und die Legierung
wieder in ihre Bestandteile zerlegt. Um bei großen Batterien die
Tayler-Instabilität und damit einen Kurzschluss zu vermeiden,
schlägt Stefani ein Innenrohr vor, durch das der Strom zurückgeleitet
wird. Damit lassen sich die Abmessungen der Batterien deutlich vergrößern.

Kosmische Magnetfelder im Laborexperiment

Auch der erstmalige experimentelle Nachweis des homogenen Dynamoeffekts,
der z.B. für die Entstehung des Erd- und Sonnenmagnetfeldes
verantwortlich ist, war Rossendorfer Forschern gemeinsam mit Kollegen
aus Riga im Jahr 1999 gelungen. In einer Gemeinschaftsaktion mit dem
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam konnte dann 2006 die so
genannte Magnetorotations-Instabilität im Labor nachgestellt werden, die
erklärt, warum Sterne und Schwarze Löcher wachsen können. Im Rahmen des
Zukunftsprojektes DRESDYN bereiten die Forscher zur Zeit zwei große
Experimente mit flüssigem Natrium vor, mit denen der Dynamoeffekt unter
dem Einfluss von Präzession einerseits und die Kombination magnetischer
Instabilitäten andererseits untersucht werden sollen.

50 Prozent der Elf- bis 18-jährigen Burschen spielen täglich zwei Stunden

Hamburg (pte, 07. Mär 2005 15:58) – Jugendliche haben nahezu uneingeschränkten Zugriff auf jegliche Art von Computerspielen. Zu diesem Ergebnis kam eine Studie des Hamburger Jugendmarktforschers tfactory http://www.tfactory.com. So werden die Altersgrenzen, die der Jugendschutz für Computerspiele setzt, überhaupt nicht beachtet. Beispielsweise haben das Computerspiel „Counter-Strike“ (Bild) – eigentlich nur für Erwachsene zugelassen – bereits 21 Prozent der Elf- bis Zwölf-jährigen, fast 50 Prozent der 13- bis 14-Jährigen und 40 Prozent der 15- bis 16-Jährigen gespielt.

Ähnlich sieht es auch bei anderen Spielen wie „Unreal“, „Doom“ oder „Return to the Castle of Wolfenstein“ aus. Den so genannten Ego-Shooter „Half-Life“ haben bereits ein Drittel der Elf- bis 14-Jährigen gespielt. Die Studienergebnisse zeigen aber auch, dass der Großteil des problematischen Nutzungsverhaltens die männlichen Kinder und Jugendlichen betrifft. Die einzige Ausnahme stellt laut Studie das Spiel „Counter-Strike“ dar. Durch die intensive Diskussion in den Medien zu großer Bekanntheit gekommen, wurde das Spiel auch schon von 20 Prozent der Mädchen unter 18 Jahren gespielt.

Nicht unerheblich für die Dimension des Problems sei das Versagen der Kontrolle des Elternhauses bei der Mediennutzung der Jugendlichen. 80 Prozent der Kids spielen die verbotenen Spiele auf einem Computer im elterlichen Haushalt. Erschreckend auch die Intensität, mit der am Computer gespielt wird. Fast 50 Prozent der männlichen Jugendlichen zwischen elf und 18 Jahren spielen mehr als zwei Stunden täglich. Schon im Alter zwischen elf und zwölf Jahren verbringen 36 Prozent der Kids über zwei Stunden täglich beim Computerspiel. Die Initiatoren der Studie verlangen angesichts der Dramatik der Situation unbedingt eine bessere Aufklärung der Eltern im Bezug auf Computerspiele.

Neue Navigationstechnik: Sicherheit für Fußgänger
Microsoft bietet "walking direction" an
 
Verbotsschild: Schutz vor gefährlichen Gegenden (Foto: pixelio.de/Dieter Schütz)

Redmond (pte001/05.01.2012/06:00) – Der Software-Riese Microsoft http://microsoft.com hat eine neue Navigationstechnik angekündigt. Diese soll die beste und sicherste Route in der Stadt, in der eine Person sich gerade befindet, ausfindig machen.

Gerade in Gegenden mit einer hohen Kriminalitätsrate wird es Fußgängern in Zukunft leichter fallen, den sichersten Weg zu finden. Das verspricht zumindest die neueste Patenterrungenschaft von Microsoft. Das Computer-System ist bekannt als "pedestrian rout production" oder auch "walking direction".

Dynamisch Konzipiert

Das System wird dem Fußgänger helfen unsichere Gegenden zu vermeiden und auf dem schnellsten und sichersten Weg nach Hause zu gelangen. Vor allem in fremden Umgebungen kann diese neue Technologie sehr nützlich sein. Microsofts "walking direction" soll so intelligent sein, dass es die Präferenzen des Users als auch Tageszeit, Umfeld, Temperaturen oder auch den Zeitplan berücksichtigen wird.

Diese Zusatz-Features sind auch notwendig, wenn sich Microsoft gegenüber seiner Konkurrenz behaupten will. Bereits 2007 hat der Software-Hersteller das Patent beantragt. Google Maps http://maps.google.de veröffentlichte ihre "walking direction" im Juli 2008. Bing Maps http://bing.com/maps folgte im März 2010.

Boeing testet neuartige Mikrowellen-Rakete
Strahlung schont Menschen, zerstört Elektronik
 
Mikrowellen-Rakete: Boeing freut sich bereits (Foto: boeing.com)

Chicago (pte002/29.10.2012/06:05) – Der US-Konzern Boeing http://boeing.com hat erfolgreich eine neuartige Mikrowellen-Rakete getestet. Die Strahlung ist für Menschen nicht tödlich, zerstört aber sämtliche elektronischen Schaltkreise im Zielgebiet. Das System, das "CHAMP" http://bit.ly/TtXtxg genannt wird, wurde in einem Versuch auf ein zweistöckiges Gebäude gerichtet, in dem sich mehrere Computer befanden. Nach dem Beschuss mit Mikrowellen waren nicht nur die PCs unbrauchbar, sondern auch die Kameras, die das Experiment aufzeichnen sollten. Mit der Technologie sollen Streitkräfte die Computersysteme in feindlichem Gebiet zerstören, bevor der erste Soldat eintrifft.

Bekannte Strategie

"Waffensysteme, die selektiv elektronische Systeme angreifen, gibt es schon lange, etwa in Form von EMP-Bomben. Um die Jahrtausendwende wurde sehr viel Geld in entsprechende Forschung gesteckt. Die westlichen Nationen haben ihre Cyber-War-Bemühungen im Gegensatz zu China oder Russland lange Zeit auf solche Hardware-basierten Angriffe konzentriert", erklärt Alexander Klimburg vom Österreichischen Institut für Internationale Politik http://www.oiip.at gegenüber pressetext. Vom neuen Mikrowellen-System versprechen sich die Entwickler große Vorteile.

Die Mikrowellen emittierenden Flugkörper ermöglichen es, elektronische Ziele sehr gezielt und über große Distanzen hinweg auszuschalten. "Das ist ein Meilenstein für die moderne Kriegsführung. Mit dieser Technologie können wir künftig die elektronischen Systeme und Datenverarbeitungsinfrastruktur von Feinden unschädlich machen, bevor wir Soldaten schicken", sagt Keith Coleman vom CHAMP (Counter-electronics High-powered Advanced Missile Project). An dem Projekt sind neben Boeing auch die US-Luftwaffe und der Mikrowellen-Experte Raytheon Ktech beteiligt.

Moderne Kriegsführung

Derzeit wertet Boeing die Ergebnisse der Tests aus, in deren Verlauf sieben verschiedene Ziele von CHAMP innerhalb einer Stunde ausgeschaltet wurden. Bis zum Einsatz in realen Kampfhandlungen sind noch weitere Forschungsarbeiten notwendig. Boeing spricht aber bereits von einem Durchbruch im Bereich der Nicht-tödlichen Kriegsführung. "Waffen, die elektronische Systeme angreifen, sind in der modernen Kriegsführung bereits Alltag. Laut manche Berichte setzte 2007 Israel im Rahmen der Operation ‚Orchard‘ eine auf Radarstrahlen basierende Cyber-Waffe ein, um die gesamte Luftabwehr Syriens unschädlich zu machen", so Klimburg.

Im Labor: Forscher reduzieren Gefahren (Foto: pixelio.de, Paul-Georg Meister)

Florenz (pte002/11.04.2018/06:05) –

Forscher des Istituto di Chimica dei Composti Organo Mettallici http://www.iccom.cnr.it haben zusammen mit Kollegen des ebenfalls zum Nationalen Forschungsrat
CNR gehörenden Istituto dei Materiali per l’Elettronica ed il Magnetismo http://www.imem.cnr.it ein innovatives Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
entwickelt. Die Methode gilt als kostengünstiger und arbeitstechnisch
sicherer als die bisher üblichen Verfahren.

Keine Explosionsgefahr mehr

Ausgangspunkt ist ein elektrochemischer Katalysator aus
einem mit Nanopartikeln modifizierten Kohlenstoff, der im Gegensatz zu
anderen Kohlenstoffen äußerst selektiv und weniger energieaufwendig
arbeitet. "Anders als bei der herkömmlichen Verwendung von Anthrachinon
als Katalysator nutzen wir Wasser und Sauerstoff als Reagenzien",
erklärt Projektleiter Paolo Fornasiero. Dadurch werde die sonst beim
Einsatz von Wasserstoff entstehende Explosionsgefahr vermieden. Zudem
seien wegen der Abwesenheit von Metallen keine unerwünschten chemischen
Reaktionen zu befürchten.

Wasserstoffperoxid gilt als wirksames
Desinfektionsmittel und wird auch als Inhaltsstoff bei der
Waschmittel-Herstellung sowie zum Bleichen in der Textilindustrie
genutzt. Die neue Methode kommt ohne Palladium aus. "Angesichts der
kostengünstigen und nachhaltigen Herstellungsweise könnte
Wasserstoffperoxid auch zur Reinigung industrieller Abwässer oder als
Desinfektionsmittel im Gesundheitswesen von ärmeren Ländern genutzt
werden", so der italienische Wissenschaftler abschließend. Die Studie
wurde mit Experten der Università di Triest http://units.it durchgeführt. Details sind in der Fachzeitschrift "Chem" nachzulesen.

Dachziegeln: mögliche Rettung für die Umwelt (Foto: pixelio.de/Rolf Handke)

Riverside (pte001/06.06.2014/06:00) –

Eine spezielle Titandioxid-Beschichtung auf Dachziegeln soll
Stickstoffoxide aus der Luft filtern und so die Entstehung von Smog
verhindern. Diese Methode wurde von Studenten an der University of
California, Riverside http://ucr.edu , entwickelt. Wenn eine Mio. Hausdächer die Titandioxid-Beschichtung
bekommen, könnten pro Tag 21 Tonnen an Stickstoffoxiden aus der Luft
gebunden werden.

Noch nicht auf dem Markt

Umweltschädliche Stickstoffoxide entstehen, wenn Stoffe
bei hohen Temperaturen verbrannt werden. Sobald die Stickstoffoxide mit
flüchtigen organischen Verbindungen unter Einfluss des Sonnenlichts
reagieren, entsteht Smog. Einige auf dem Markt befindliche Dachziegeln
helfen zwar schon dabei, die Luftverschmutzung durch Stickstoffoxide
einzuschränken, aber dass sie auch Smog reduzieren, ist nicht gesichert.

Das soll sich nun durch die Titandioxid-Beschichtung
ändern. Diese wird erst durch Sonnenlicht aktiviert, um die
umweltschädlichen Teilchen zu filtern. Das Titandioxid schaffte es in
einem Versuch der Studenten, bei dem in einer winzigen atmosphärischen
Kammer Stickstoffoxide zugeleitet und Sonnenlicht simuliert wurde, 88
bis 97 Prozent der Stickstoffoxide herauszufiltern.

Tests auf Hauswänden und Co

Die Menge des Titandioxids, das auf die einzelnen
Ziegel aufgetragen wird, ist dabei anscheinend nicht wichtig – die
Fläche ist allein ausschlaggebend dafür, wie viel herausgefiltert werden
kann. Die Studenten hoffen, dass das Forschungsprojekt auch im nächsten
Semester fortgesetzt wird. Weitere Fragen sind, ob sich das Titandioxid
auch an Hauswänden, Mauern oder Trennwänden auf der Autobahn einsetzen
lässt.

Kristalle aus Himalaya-Salz: macht Produktion billig (Foto: twinili, pixelio.de)

Stanford (pte002/11.10.2017/06:05) –

Wissenschaftler an der Stanford University http://stanford.edu haben eine Batterie entwickelt, die bei industrieller Herstellung 80
Prozent weniger kostet als ein Lithium-Ionen-Modell gleicher Kapazität.
Sie basiert auf Natrium, dem sechsthäufigsten Element in der Erdkruste.
Chemieingenieur Zhenan Bao und die beiden Materialwissenschaftler Yi Cui
und William Chueh nutzen Tafelsalz, auch als Natriumchlorid bekannt.

Kosten auf ein Prozent reduziert

"Nichts übertrifft die Leistung von Lithium", gibt Bao
zu. "Aber Lithium ist so selten und teuer, dass wir uns gezwungen sahen,
eine Hochleistungsbatterie zu niedrigen Kosten auf der Grundlage von
Elementen zu entwickeln, die reichlich vorhanden sind." Die
Materialkosten machen, so der Forscher, ein Drittel des Preises von
Batterien aus. Die Gewinnung von Lithium kostet 15.000 Dollar pro Tonne.
Natrium sei schon für ein Hundertstel dieser Kosten zu haben.

Die Kathode der Stanford-Batterie besteht aus einer
Verbindung von Natrium und Myo-Inositol. Das ist ein natürlich
vorkommender Stoff, der in der Nahrung und im Stoffwechsel vorkommt. Er
lässt sich kostengünstig herstellen. Die Anode ist eine
Phosphorverbindung. Beim Entladen der Batterie fließen Elektronen zur
Anode, wobei sie einen Umweg über einen Verbraucher machen, etwa eine
Glühlampe. Beim Laden nehmen sie den umgekehrten Weg. Die Güte einer
Batterie hängt davon ab, wie schnell dieser Austausch stattfindet.

Am Teilchenbeschleuniger optimiert

Nachdem die Forscher die Kathode optimiert haben – unter anderem durch Untersuchungen am SLAC National Accelerator Laboratory http://www.slac.stanford.edu in Stanford, das mehrere Teilchenbeschleuniger betreibt, gehen sie
jetzt daran, die Anode zu verbessern. "Wir haben schon eine gute
Batterie", sagt Cui. "Aber wir sind sicher, dass wir sie durch
Optimierung der Anode noch verbessern können."

Der Nachteil von Natrium-Ionen-Batterien: Sie sind
größer als Lithium-Ionen-Batterien mit gleicher Kapazität. Aus dem Grund
sind sie für mobile Anwendungen ungeeignet. Für stationäre Einsätze
sind sie dagegen ideal, weil sie Strom zu sehr geringen Kosten
speichern. Der Platzbedarf ist in diesem Fall zweitrangig. Die
Stanford-Forscher rechnen damit, dass in den nächsten Jahren gigantische
Batterieparks aufgebaut werden müssen, um Solar- und Windstrom über
dunkle beziehungsweise windstille Stunden hinwegzuretten.