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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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"Trockenwasser" bindet Methan |
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| | | Normalerweise wird Methan unter Druck durch Pipelines geschickt oder in Kanistern transportiert. Britische Forscher haben nun einen neuen Weg für den Transport des wichtigen Gases entdeckt: als kühles Pulver. |
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Methanbindung in der Natur |
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Schon länger ist bekannt, dass aus der Verbindung von Methan und Wasser unter großem Druck und bei tiefen Temperaturen Methaneis, sogenanntes Methanhydrat, entsteht. Diese Form der Bindung von Methan ist zwar in der Natur weit verbreitet, eignet sich jedoch nicht für den industriellen Transport.
Bei Zimmertemperatur und normalem Druck würde das instabile Gebilde schmelzen und so das Methan als Gas in die Atmosphäre freigeben. Andrew Cooper von der University of Liverpool hat nach Möglichkeiten gesucht, Methan auf eine stabilere Art zu binden - mit Erfolg.
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Trockenes Wasser ... |
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Das Prinzip bleibt dasselbe: Wassermoleküle werden bei Coopers Methode dazu benutzt, das Methan zu binden. Die Form des Wassers unterscheidet sich jedoch grundlegend von den natürlich vorkommenden Methaneisblöcken. Sogenanntes "trockenes Wasser" soll den Stoff in Form eines Pulvers festhalten.
Um das trockene Nass herzustellen, wird gewöhnliches Wasser mit wasserabweisendem Quarz verrührt.
Diese kleinen Quarzkörner - aus denen auch die Meisten Arten von Sand bestehen - sind mit einer Schicht überzogen, die sie wasserabweisend macht. Die Quarz-Partikel bedecken kleine Wassertröpfchen und verhindern, dass sich diese wieder zu dicken Tropfen vereinigen. Daraus entsteht eine Art Wasserpulver.
"Wenn man schon einmal gesehen hat wie sich Wassertropfen auf rostigen Oberflächen verhalten, versteht man das Phänomen", sagt Cooper gegenüber dem Online-Dienst von "Nature". "Die Tropfen formen kleine mit Staub bedeckte Kügelchen, die aussehen wie ein Pulver." Der Schein trügt jedoch. Würde man dieses Pulver zwischen den Händen reiben, würde es sofort cremig und kalt werden.
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... saugt Methan auf |
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Die Forscher haben entdeckt, dass diese besonderen Kügelchen eine erstaunliche Eigenschaft haben: Sie können große Mengen an Methan aufsaugen. Durch die pulverartige Konsistenz des Wassers wird dem Gas eine größere Kontaktfläche geboten.
Fügt man die beiden Stoffe nun zusammen, entsteht bei einer entsprechend niedrigen Temperatur kristallisiertes Methanhydrat innerhalb der mit Quarz beschichteten Körner. Ein Liter Methangas könnte mit diesem Verfahren in nur sechs Gramm dieses Pulvers gespeichert werden.
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Günstige Produktion |
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Ein weiterer Vorteil: Die Materialen, die für das Pulver gebraucht werden, sind günstig und weit verbreitet. Gegenüber anderen Varianten eines feststoffmäßigen Methantransports liegt dieser bodenständige Ansatz klar im Vorteil. Andere Methoden, wie z.B. die Herstellung eigener Molekülketten zur Bindung von Methan, sind deutlich komplizierter und damit auch teurer.
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Konzept noch nicht ausgereift |
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Für eine industrielle Verwertung des kalten Pulvers ist es allerdings noch zu früh, denn über einer Temperatur von minus 70 Grad Celsius kann das Pulver nicht hergestellt werden. Gegenüber natürlichem Methanhydrat hat das "trockene Wasser" zwar den Vorteil, unter normalem Atmosphärendruck stabil zu sein, wird es jedoch zu warm, zerfällt es genau wie seine natürlichen Verwandten. Dieses Problem bereitet den britischen Wissenschaftlern Kopfzerbrechen. Auch wenn neue Ergebnisse Besserung versprechen, sei es sehr schwierig, das Pulver bei Zimmertemperatur stabil zu halten, meinte Cooper.
Die Stabilität des Pulvers leidet auch unter dem ständigen Methanaustausch. Wird Methan öfter abgegeben oder aufgenommen, verschmelzen die kleinen Körner zu größeren Tropfen, was wiederum die Kontaktfläche mit dem Gas und damit die Aufnahmerate von Methan in das "trockene Wasser" verringert.
So entsteht die ursprüngliche Effizienz des Systems erst wieder, wenn man das alte Quarz-Wasser neu verrührt. Andrew Cooper ist sich dieser Mängel bewusst: "Unserer Methode ist noch sehr weit von echter Wirtschaftlichkeit entfernt", sagte er gegenüber "Nature News".
[science.ORF.at, 04.9.08]
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01.01.2010 |
