Fast jedes Material lasse sich so umwandeln, dass es kontinuierlich Strom aus Luftfeuchtigkeit erzeugen könne. Zu diesem Schluss kommen Ingenieure der University of Massachusetts Amherst. Sie nennen dies den «generischen Air-Gen-Effekt».

Bereits 2020 hatten die Forscher eine Arbeit abgeschlossen, die zeigte, wie man mit einem speziellen Material aus Protein-Nanodrähten, gezüchtet aus einem Bakterium, kontinuierlich Strom aus der Luft gewinnen kann. Das Geheimnis liegt darin, dass das Material mit Nanoporen von weniger als 100 Nanometern Durchmesser versehen werden kann. Das ist viel dünner als ein menschliches Haar.

Ein beteiligter Assistenzprofessor für Elektrotechnik und Informatik erklärt es, indem er die Luft mit einer Wolke voller elektrischer Ladungen vergleicht: «Stellen Sie sich eine Wolke vor, die nichts anderes ist als eine Masse von Wassertröpfchen. Jedes dieser Tröpfchen enthält eine Ladung, und wenn die Bedingungen stimmen, kann die Wolke einen Blitz erzeugen – aber wir wissen nicht, wie wir die Elektrizität von Blitzen zuverlässig einfangen können. Wir haben eine kleine, menschengemachte Wolke geschaffen, die für uns vorhersehbar und kontinuierlich Elektrizität produziert, die wir ernten können.»

Grund dafür ist die «mittlere freie Weglänge», also die Strecke, die ein Wassermolekül in der Luft zurücklegt, bevor es mit einem anderen Wassermolekül zusammenstösst. Dieser Abstand beträgt etwa 100 Nanometer.

Man könnte zum Beispiel eine Stromerntemaschine aus einem Material für Regenwaldgebiete und einem anderen für trockenere Regionen bauen.

Und da die Luftfeuchtigkeit immer vorhanden ist, würde die Erntemaschine rund um die Uhr laufen, bei jedem Wetter, nachts und unabhängig davon, ob der Wind weht oder nicht.

Die Luftfeuchtigkeit verteilt sich im Raum, und die Air-Gen-Geräte sind sehr dünn und können in grosser Zahl übereinandergestapelt werden. Dadurch wird die Energiemenge effizient erhöht, ohne dass das Gerät grösser werden muss. Mit einem solchen Air-Gen-Gerät wäre es möglich, genügend Strom für den normalen Tagesverbrauch im Kilowattbereich zu erzeugen.

Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.