ETH-Klimablog - Klimaforschung - Mit Zwergen gegen den Klimawandel

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Mit Zwergen gegen den Klimawandel

06.07.2011 von

Spätestens seit die Migros in diesem Jahr die Nanomania ausgelöst hat, ist das Wort «Nano» in aller Munde. Den meisten ist auch klar, dass der Begriff aus dem Griechischen mit «Zwerg» übersetzt wird und damit sehr kleine Gegenstände bezeichnet. In der Wissenschaft beschäftigt sich der Bereich der Nanotechnologie mit Teilchen bzw. Strukturen, die nur einige Nanometer gross sind. Ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter. Würde man einzelne Atome aneinanderreihen, so würde man nur etwa zehn Atome in einem Nanometer unterbringen. Diese extreme Grösse bringt sehr spezielle Eigenschaften mit sich, die in der Forschung untersucht werden. Integriert in verschiedenen Produkten, können Nanomaterialien zum Beispiel zur Verbesserung deren Funktionalität genutzt werden.

Beispiel Brennstoffzelle: Effizienzsteigerung

Der Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen zur Gewinnung von elektrischer Energie wurde in den letzten Jahren kontrovers diskutiert. Kritikpunkte sind der hohe Energieaufwand zur klimaneutralen Wasserstoffherstellung und der damit verbundene geringe Wirkungsgrad des Gesamtzyklus. Die Effizienz der Brennstoffzelle an sich ist massgeblich durch die Aktivität des Katalysators bestimmt. Diese wiederum hängt von der Grösse der Oberfläche des Materials ab. Und hier kommen die Zwerge ins Spiel: 1 Gramm Nanopartikel hat die Oberfläche eines Tennisplatzes. Der Einsatz von Nanopartikeln erlaubt somit eine Maximierung der Oberfläche und eine signifikante Effizienzsteigerung.

Beispiel Photovoltaik: Günstigere Produktion

Auch die Photovoltaikindustrie wird kritisiert. Hier geht es hauptsächlich um den Preis und die Rentabilität der Anlagen. Die Forschung setzt hier wiederum auf die Verwendung von Nanopartikeln – und verringert so den Rohstoffeinsatz und den Energieaufwand in der Herstellung. Auch durch neuartige Materialzusammensetzungen sollen die Kosten gesenkt und so eine flächendeckende Installation gefördert werden.

Breites Einsatzfeld

Die Beispiele zeigen, dass in der Nanotechnologie grosses Potential steckt, dem Klimawandel entgegenzutreten. Einerseits durch gesenkten Energieverbrauch, andererseits durch die Stärkung erneuerbarer Energieversorgung. Weiter sollen dank der Nanotechnologie die Gebäudeisolation besser werden, die Ladezeiten von Batterien schneller oder der Treibstoffverbrauch gesenkt. Dies sind nur einige wenige Beispiele von Produkten, die durch integrierte Nanomaterialien potentiell zum Klimaschutz beitragen können.

Risiko Nanotechnologie?

Grosse Teile der Bevölkerung stehen der Nanotechnologie dennoch skeptisch gegenüber. Zu viel hört man über die möglichen negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt.

Allerdings ist es sicher falsch, die Nanotechnologie pauschal als gefährlich einzustufen. Da die Formen und Eigenschaften von Nanomaterialien extrem vielfältig sind, ist eine generelle Aussage über die Risiken nicht möglich. Diese müssen vor der grossflächigen Implementierung des jeweiligen Materials selbstverständlich gewissenhaft untersucht und abgeschätzt werden.

Zur Autorin

Susanne Dröscher ist Doktorandin in Nanophysik an der ETH Zürich. Persönliches Zitat und Biografie.





Kommentare (3) >Alle Kommentare aufklappen>Alle Kommentare zuklappen

Zum Glück zeigen Veranstaltungen wie der „Tag der Chemie“ vor einigen Wochen, dass Teile der Bevölkerung durchaus Interesse an der Forschung im Bereich Nanotechnologie haben und sich nicht von der Angstmacherei anstecken lassen.

Es geht darum, neuen Technologien eine faire Chance zu geben aber natürlich auch abzuwägen.
Ich stimme Herrn Holzherr zu, dass wir offen sein müssen, was Entwicklungen in der Forschung angeht um derzeitigen und zukünftigen Problemen entgegentreten zu können.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 2 Daumen runter 0

Sehr geehrte Frau Dröscher,

Ihr Beitrag zum ETH-Klimablog ist der erste, der die Meinung transportiert, dass Forschung essentiell wichtig ist um effiziente Massnahmen gegen den Klimawandel voranzubringen.

Der Konsens unter den Gläubigen an Erneuerbare Energie lässt sich dagegen so wiedergeben:
Erneuerbare Energien basierend auf Sonne und Wind als Energiequellen können von Forschungsanstrengungen profitieren, sind aber nicht darauf angewiesen. Schon mit der finanziellen Förderung (Einspeisevergütung) bestehender Erneuerbarer Energiequellen kann diese Technologie die ganze Menschheit kostengünstig mit Energie versorgen

Meiner Ansicht ist das ein Fehlurteil sondergleichen und ich möchte dagenhalten:
Zwar existieren gewisse vielsprechende Komponenten für ein erneuerbares Energiesystem – wie beispielsweise Windturbinen und Solarpanels – doch es fehlen andere essentielle Komponenten wie effiziente und kostengünstige Stromspeicher. Heutige EE-Technik ist deshalb etwas für die Reichen und Verspielten, kann aber die Bedürfnisse der Schwellen- und Entwicklungsländer nicht decken
Hier nun ein paar mögliche Erfindungen/Entwicklungen, die die Aussichten für Wind-und Sonnenkraftwerke sowie Elektroautos fundamental verbessern könnten:
Tintenstrahl-Druck von Solarzellen (Nanosolar)
Batterien hoher Speicherkapazität (Nanotechn. Kathodenverbesserung)
Cambridge crude als austauschbare Batterieflüssigkeit
10 Mal billiger als LI-Ion Batterie

Was denken die anderen hier zur Praxistauglichkeit heutiger EE-Technologie und zur Zukunft der EE-Technologie?

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 0

Vergesst es. Die grünen Hohepriester haben es bereits entschieden: Nano ist böse. So wie Strahlen, Chemie und Gene.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 1 Daumen runter 1

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