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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Sonnenlicht kontra Korrosion |
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| | | Koreanische Materialwissenschaftler entdeckten ein preisgünstiges, wirksames und sofort anwendbares Mittel gegen Rost: Sonnenlicht. Dies berichtet die neueste Ausgabe des deutschen Nature-Magazins. |
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Sonnenlicht stoppt Rost |
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Hyunwoong Park und Mitarbeiter von der Pohang University of Science and Technology versenkten eine Stahlplatte für mehrere Tage in einer korrosiven Salzlösung, ohne dass sich ein rotbrauner Rostüberzug bildete. Sie hatten die Platte mit einer Solarzelle verdrahtet und die Zelle dem Sonnenlicht ausgesetzt.
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Ein Prozess ähnlich der Galvanisierung |
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Der dabei ablaufende anti-korrosive Prozess ist im Grunde mit der Galvanisierung vergleichbar. Bei diesem Prozess wird Stahl (der hauptsächlich aus Eisen besteht) mit einer dünnen "entbehrlichen" Schicht aus Zink überzogen. Da Zink reaktionsfreudiger ist als Eisen, wird es durch die Reaktion mit Luft zuerst korrodiert.
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Galvanisierung
Die Abscheidung von Metallen auf einem Trägermaterial, indem der Träger in eine Lösung mit Ionen des gewünschten Überzugmetalls getaucht und eine Spannung angelegt wird. |
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Zink durch Solarzelle ersetzt |
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Reagiert ein Metall mit Luft, verliert es Elektronen. Zink schützt Eisen, indem es Elektronen bereitstellt: Es fließt also elektrischer Strom vom Zink zum Eisen, wenn Zink korrodiert. Die Eisenatome selbst reagieren nicht und bilden daher keinen Rost, also Eisenoxid.
Parks Gruppe ersetzte den Zink einfach durch eine Solarzelle. Diese überträgt durch die Absorption des Sonnenlichts Elektronen auf den Stahl. Die Lichtenergie mobilisiert Elektronen in der Zelle und ermöglicht diesen, durch den mit der Stahlplatte verbundenen Draht zu fließen. Solange die durch Licht angeregten Elektronen durch den Schaltkreis zwischen Solarzelle und Platte fließen, ist das Eisen vor Rost geschützt.
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Normalerweise sind Solarzellen teuer |
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Parks Team fertigte die Zelle, indem es ein mit durchsichtigem, leitenden Material überzogenes Glasscheibchen in eine feuchte Mischung aus Titandioxidpuder tauchte. Diese kostengünstige Version einer Solarzelle funktioniert, da bei dieser Anwendung keine große Ausgangsleistung benötigt wird.
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Titandioxid
Titandioxid ist ein Pigment, das in herkömmlicher, weißer Farbe enthalten ist, und Elektronen freisetzt, wenn es die ultravioletten Anteile des Sonnenlichts absorbiert. |
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Schutz für unterirdische Rohre |
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Die Solarzelle muss den Stahl, den sie schützen soll, nicht mal direkt berühren, es reicht aus, wenn beide Komponenten miteinander verdrahtet sind.
Eine Titandioxid-Solarplatte könnte zum Beispiel eingesetzt werden, um ein unterirdisches Stahlrohr vor Korrosion zu schützen.
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Noch nicht alle Schwierigkeiten beseitigt |
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Wie die Forscher betonen, besteht das einzige Problem darin, dass der Stahl bei Nacht oder bei bedecktem Himmel ungeschützt ist. Eine mögliche Lösung wäre, die Sonnenenergie auch für das Aufladen einer Batterie zu nutzen. Diese würde zwar die schützenden Elektronen bereitstellen, wenn das Tageslicht nicht mehr ausreicht, aber auch die Kosten in die Höhe treiben.
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01.01.2010 |
