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Chemiker der Universität Leiden in den Niederlanden haben es geschafft, einen Weg zu finden, sie zu nutzen 100 mal mehr Strom aus Salzwasser als jede andere aktuelle Membran. Die ultradünne Membran ist nur ein Molekül dick und porös.
Diese Entdeckung könnte die Art und Weise revolutionieren, wie Macht genutzt wird.
Ihre Ergebnisse wurden in veröffentlicht Natur Nanotechnologie Montags.
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Strom wird durch die Dicke der Membran erzeugt
Energie kann durch Wasser genutzt werden. Wenn sich Süßwasser und Salzwasser treffen, findet ein Austausch von Salz und anderen Partikeln statt. Wenn dann eine Membran in dieses Wasser gelegt wird, kann sie dank dieser sich bewegenden Partikel Energie erzeugen. Dies ist auch eine Methode zur Entsalzung von Wasser, was in vielen von Dürre betroffenen Ländern von entscheidender Bedeutung ist.
Dank eines Teams der Universität Leiden kann nun eine dieser Membranen hergestellt werden 100 mal mehr Leistung als die derzeit besten Membranen.
Die Art und Weise, wie diese Membranen die Leistung nutzen, hängt von ihrer Porosität und der Dicke der Membran ab. Typischerweise waren Membranen entweder dünn oder porös, aber nicht beide gleichzeitig. Dank der Leidener Chemiker gibt es jetzt eine Membran, die gleichzeitig porös und dünn ist. So nutzt es so viel mehr Kraft.
Die neue Membran
Die Forscher und Autoren dieser Studie der Universität Leiden, Xue Liu und Grégory Schneider, haben eine graphenähnliche Membran geschaffen. Es ist eine große und flache Membran, die nur aus Kohlenstoffatomen besteht.
Liu sagte: "Die Membran, die wir erstellt haben, ist nur zwei Nanometer dick und für Kaliumionen durchlässig. Wir können die Eigenschaften der Membran ändern, indem wir einen anderen molekularen Baustein verwenden. Auf diese Weise können wir sie an jeden Bedarf anpassen."
Schneider erklärte ihre Methodik: "Bei der Herstellung einer Membran beginnen viele Forscher mit Graphen, das sehr dünn, aber nicht porös ist. Anschließend versuchen sie, Löcher in die Membran zu stanzen, um sie durchlässiger zu machen. Wir haben das Gegenteil durch Zusammenbau erreicht kleine Moleküle und Aufbau einer größeren porösen Membran aus diesen Molekülen. Im Vergleich zu Graphen enthält es Unvollkommenheiten, aber das gibt ihm seine besonderen Eigenschaften. "
Er kam zu dem Schluss: "Ein Großteil der Forschung auf diesem Gebiet konzentrierte sich auf die Herstellung besserer Katalysatoren. Membranen waren eine Sackgasse. Diese neue Entdeckung eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Stromerzeugung, Entsalzung und den Bau wesentlich effizienterer Brennstoffzellen."
