Die Kraft der Sonne in ein Pulver gepackt

24. Mai 2005, 15:55
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Forscher speichern die Energie der Sonne in einem lager- und transportierbaren Metallpulver - Was im Kleinen schon funktioniert, soll nun in Israel im Großen getestet werden

Villigen/Rehovot - Ein Hohlspiegel fokussiert Sonnenstrahlen, die ein Heliostat aus dem Garten des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) direkt in den Raum lenkt. Die geballte Ladung Sonnenenergie heizt ein graues Pulver in einem Behälter auf gut 1200 Grad Celsius auf. So reduzieren Forscher im Schweizer Villigen in ihrem Reaktor Zinkoxid und produzieren reines Zink - in dem metallischen Staub ist die Kraft der Sonne gespeichert. Das zukunftsweisende Verfahren heißt Solzinc.

Wissenschafter aus Israel, Deutschland, Frankreich, Schweden und der Schweiz arbeiten gemeinsam daran, konzentrierte Sonnenenergie in eine Dose Metallstaub zu packen. Denn das Metall können sie lagern und transportieren, um daraus bei Bedarf Energie zu gewinnen: bis zu einer Kilowattstunde Strom aus einem Kilogramm Zink.

Im Labor arbeitet Solzinc bereits mit einem Wirkungsgrad von 20 Prozent. "Aber wir erwarten, in industriellen Anlagen bis zu 60 Prozent der einfallenden Solarenergie nutzen zu können", sagt Christian Wieckert vom PSI, der das EU-Projekt koordiniert. Mit der im Zink gespeicherten Sonnenkraft kann über chemische Prozesse entweder in Zink-Luft-Brennstoffzellen elektrischer Strom erzeugt oder in Verbindung mit Wasser Wasserstoff - der als Energiequelle der Zukunft gilt - abgespalten werden. In beiden Fällen oxidiert das Metall im geschlossenen Kreislauf wieder zu Zinkoxid und kann mithilfe der Sonne erneut zu Zink reduziert werden. Ein Energiekarussell.

"Solare Brennstoffe", glaubt daher Aldo Steinfeld vom Institut für Energietechnik der ETH Zürich und Laborleiter am PSI, "können wir für eine umweltfreundliche Energieversorgung nutzen." Damit seien sie auch ein Beitrag zur Lösung der Klimaprobleme.

Im Sommer testen die Forscher ihren Solarreaktor im israelischen Rehovot: Auf dem Gelände des Weizmann-Instituts steht eine Pilotanlage. Sie besteht aus 64 Spiegeln (Heliostaten), mit einer Fläche von je 56 Quadratmetern, die die Sonnenstrahlen einfangen und auf einen 54 Meter hohen Turm projizieren (siehe Foto). Dort lenkt ein hyperbolischer Spiegel die Strahlung senkrecht nach unten. Durch zusätzliche Reflektoren wird die Sonnenenergie weiter konzentriert: Das Licht tritt 2000fach verstärkt durch ein kleines Quarzfenster in den Reaktor und erhitzen das Zinkoxid.

Wieckert und seinen Kollegen arbeiteten im Aare-Tal mit etwa fünf Kilowatt konzentrierter Sonnenenergie. Das rund drei Millionen Euro teure Projekt in Israel schafft 300 Kilowatt und einen Wirkungsgrad von 30 Prozent. Die nächste Stufe ist eine Demonstrationsanlage mit etwa fünf Megawatt - dann könnte der Sprung in die Praxis erfolgen.

Derzeit steckt die Stromerzeugung in Zink-Luft-Brennstoffzellen aber noch in den Kinderschuhen. Was die Solzinc-Wissenschafter auf Basis ihrer Tests ausrechneten, klingt jedoch viel versprechend. Wieckert ist sicher: "Wir werden Strom günstiger herstellen können als ihn Fotovoltaik-Anlagen erzeugen." Weiteres Potenzial: Nur vier Quadratkilometer Land mit Heliostaten könnten reichen, um Wasserstoff für eine Million Autos zu produzieren. (Gerd Pfitzenmaier/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 18.05.2005)

Von Gerd Pfitzenmaier

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Paul-Scherrer-Institut

  • Bild nicht mehr verfügbar

    Das UV-Bild zeigt neben anderen Aktivitäten heiße Gasstreifen, nach einer Eruption von der Sonne ins All geschleudert. Ein neues irdisches Verfahren speichert Sonnenenergie in Metallstaub.

  • Versuchsreaktor in Israel: Reflektoren schicken Sonnenlicht auf den Turm, von wo es ein Parabolspiegel in den Kern des Solarreaktors lenkt. Dort wird in einer thermochemischen Reaktion aus Zinkoxid reines Zink. In dem metallischen Staub ist die Kraft der Sonne gespeichert.
    foto: psi

    Versuchsreaktor in Israel: Reflektoren schicken Sonnenlicht auf den Turm, von wo es ein Parabolspiegel in den Kern des Solarreaktors lenkt. Dort wird in einer thermochemischen Reaktion aus Zinkoxid reines Zink. In dem metallischen Staub ist die Kraft der Sonne gespeichert.

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