Unglaubliche Energiephänomene

Dass Ziegel Wärme speichern, weiß jeder, der bei einfallender Nachtkühle vor einer aufgeheizten Backsteinwand sitzt. Dass sich Wände auch als Batterien eignen, haben jetzt Forscher der Washington University in St. Louis entdeckt. „Wir haben Ziegel für 65 Cent pro Stück im Baumarkt gekauft", sagt Studienautor und Chemiker Julio D'Arcy. Beschichtet mit einem leitfähigen Polymer und mit Hilfe des im Ziegel enthaltenen Eisenoxid (auch als Rost bekannt) lässt sich der Baustoff in einen Superkondensator umwandeln.

In die Tiefen der Ozeane dringt kaum ein Sonnenstrahl. Doch dort tobt eine prächtige Lightshow. Rippenquallen, Kalmare, Fische und Kleinstlebewesen: Drei Viertel aller Tiere in der Tiefsee sind biolumineszent. Sie erzeugen ihr eigenes Licht – mittels Luciferin, einem Molekül, das mit Sauerstoff reagiert und dann Energie in Form von Lichtblitzen abgibt. Als „Zündfunke“ dienen Luciferase-Moleküle. Die Tiere tun das, um Beute anzulocken, Fressfeinde zu blenden oder Partner zu finden. Landtiere mit lebendem Licht sind Leuchtkäfer, Schnecken und Pilze.

Im achtzehnten Jahrhundert war Elektrizität ein beliebtes Spielzeug für gesellschaftliches Amüsement. Jeder wollte wissen, wie es ist, einen elektrischen Schock zu spüren. Experimente wie der „elektrische Kuss" des Leipziger Professors Georg Matthias Bose waren ein beliebtes Salonvergnügen. Boses Gästen bot eine hübsche Dame einen Begrüßungskuss an. Dabei stand sie auf einem Isolierschemel und war mit einer „Elektrisiermaschine“, einem elektrostatischen Generator, verbunden.

Auf dem Meeresboden liegen tausende von Kilometern Kabel. Gemeint sind jetzt nicht die von Menschen gemachten. Es geht um in Ketten angeordnete Bakterien, die als „lebende Kabel" elektrischen Strom leiten. Die Formationen führen vom Meeresboden hinunter in die Sedimentschicht. Am unteren Ende oxidieren die Bakterien Sulfid zur Energiegewinnung. Sie „essen“ quasi Elektronen – also geladene Teilchen –, die im Kabel an die oberen Schichten weitergereicht und an Sauerstoffmoleküle im Wasser abgegeben werden. Dabei funktionieren die Bakterien-Ketten wie elektrische Leiter.

Er ist wahrhaft elektrisierend: Forscher haben am Amazonas einen Zitteraal entdeckt, der Spannungen von 860 Volt erzeugen kann. Electrophorus voltai, wie das possierliche Tierchen heißt, ist damit das Lebewesen, das am meisten Spannung entlädt. Zum Vergleich: Die übliche Netzspannung in Deutschland liegt bei 230 Volt. Elektrische Aale sind – anders als der Name vermuten lässt – keine Aale, sondern Neuwelt-Messerfische. Der Körper ist mit stromerzeugenden Organen besetzt, den Elektroplax. Die Fische nutzen Stromstöße zum Jagen und um Feinde abzuwehren. Der Schock besitzt zwar eine hohe Spannung, aber eine niedrige Stromstärke.

Zink-Kohle, Lithium-Eisensulfid, Alkali-Mangan: Der Aufbau einer Batterie hört sich metallisch an, die Suche nach den effizientesten Akkus für die E-Mobilität ist High-Tech. Dabei braucht die simpelste Batterie nicht viel: eine Cent-Münze und eine Schraube aus Zink, die man in eine Kartoffel steckt. Verbindet man nun die Metalle über Kabel mit einer Diode, beginnt diese zu leuchten. Die Kartoffel wurde zur galvanischen Zelle, in der sich chemische in elektrische Energie wandelt. Schraube und Münze sind die Elektroden, der Kartoffelsaft das Elektrolyt. Zinkatome geben Elektronen an das Kupfer ab.