Sechs Nanotechnologien sollen Kohlenstoffemissionen reduzieren
In Anbetracht des sich ausweitenden Klimawandels in Europa hebt ein neuer Bericht sechs Nanotechnologien hervor, die zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen angewandt werden können. Die sechs von dem Unternehmen Cientifica aus dem Vereinigten Königreich bestimmten Technologien sind entweder schon verfügbar oder werden innerhalb der nächsten zwei Jahre auf den Markt kommen. "Alle wichtigen Anwendungen stehen in Verbindung mit unserer verbesserten Beherrschung von Werkstoffen im Nanomaßstab, ob es sich um leichtere und widerstandsfähigere Werkstoffe für den Transport handelt, um bessere Wärmeisolation oder effizientere Wege für die Energiespeicherung. Die Liste der Hauptakteure liest sich wie ein 'Who's Who' der weltweiten Industrie", sagte Hauptgeschäftsführer von Cientifica Tim Harper. Aerogele wurden als erste Technologie in die Liste aufgenommen. Die seit 2003 auf dem Markt existierenden Aerogele werden manchmal als gefrorener Rauch bezeichnet. Gerade mal doppelt so schwer wie Luft, stellen sie das leichteste Material dar, das hergestellt werden kann. Sie werden mithilfe von Taschen aus in Silikat eingewickelter Luft im Nanomaßstab hergestellt. Da Aerogele transparent, leicht, widerstandsfähig und isolierend sind, sind sie als Glasersatz in architektonischen Konstruktionen wie zum Beispiel Dachfenstern und Bedachung sehr interessant. Die Gele können auch für den Transport flüssiger natürlicher Gase verwendet werden. Dünne Solarzellenfolien sind die Antwort auf viele Schwächen derzeitiger Solartechnologien. Die heute eingesetzten Komponenten auf Siliziumbasis sind sowohl teuer als auch spröde. Für organische dünne Folien oder Kunststoffsolarzellen werden Nanopartikel und Polymere verwendet. Partikelfilter mit FBC (Fuel Borne Catalyst), die zurzeit in der Türkei und den Philippinen im Einsatz sind und in den USA auf die Zulassung warten, ermöglichen es Dieselmotoren den Treibstoff effizienter zu verbrennen und verbessern so den Treibstoffverbrauch und vermindern den Partikelausstoß. Versuche haben gezeigt, dass die Treibstoffeffizienz um bis zu 10% gesteigert und die Rußemissionen um rund 15% vermindert werden können. Brennstoffzellen werden zurzeit weltweit getestet und es wird erwartet, dass von Brennstoffzellen angetriebene Fahrzeuge ab 2009 auf den Markt kommen werden. In Brennstoffzellen wird durch eine elektrochemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Die Brennstoffzelle benutzt dann die gespeicherte chemische Energie, um Strom zu erzeugen. Bevor Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb im großen Maßstab eingesetzt werden können, muss eine Infrastruktur für Wasserstofftankstellen aufgebaut werden. Die vorletzte Technologie, die von Cientifica herausgehoben wurde, ist der Superkondensator. Kondensatoren benutzen die unterschiedlichen physikalischen Ladungen zweier Elektroden, um Ladung zu speichern. Sie werden in Mobiltelefonen und Fahrzeugen mit elektrischem Hybridantrieb getestet, bieten aber das Potenzial für Anwendungen in einer großen Bandbreite. Das geringe Gewicht und die niedrigen Produktionskosten könnten sie zu einem Ersatz für Blei-Säure- oder gar Lithium-Ionen-Batterien machen. Schließlich wird erwartet, dass Werkstoffe aus Nanoverbundstrukturen in einigen Konstruktionen Stahl ersetzen werden. Nanoverbundmaterialien sind Polymere, zu denen ein weiteres Material hinzugefügt wurde, um die Eigenschaften des Hauptmaterials zu verändern. Durch Gewichtseinsparungen bei Fahrzeugen und der daraus resultierenden Verminderung des Treibstoffverbrauchs tragen sie zur Reduzierung der Emissionen bei. Boeing beabsichtigt, die ganze Außenhülle und 50% der inneren Materialien seines 787-Flugzeugs durch Verbundwerkstoffe zu ersetzen. Auch die Automobilindustrie ersetzt Fahrzeugaußenteile durch Nanoverbundwerkstoffe.