Neutrinovoltaic: Jetzt entscheidet sich die Zukunft der Energiegewinnung

Neutrinovoltaic ist ein neuer Begriff im Bereich der Energietechnologien, den man sich unbedingt merken sollte. Entstanden ist er aus der Zusammenführung der beiden Wörter Neutrino und Fotovoltaik. Gemeint ist damit eine neue nachhaltig Technologie, die mithilfe der Neutrinos und anderer nichtsichtbarer natürlicher und kosmischer Strahlungsspektren Energie wandelt und als Strom bereitstellt.

Die Fotovoltaik ist sicher jedem Leser und jeder Leserin ein Begriff. Aber wussten Sie auch, dass diese Technologie seit ihren Anfängen in den 70er-Jahren des vorigen Jahrhunderts gut 20 Jahre gebraucht hat, um zu einer bedeutenden Technik der Energiegewinnung zu werden? Die Fotovoltaik ist eine dieser Techniken, die ursprünglich für die Raumfahrt entwickelt wurden, und dann den Sprung in unser tägliches Leben geschafft haben. Anfangs konnten Fotovoltaikzellen nur geringe Mengen Strom, beispielsweise für einen Taschenrechner, produzieren. Erst seit den 90er-Jahren ist diese Technik so weit fortgeschritten, dass sie den Strom für Haushalte und mehr liefern kann.

Der zweite Teil des Begriffs Neutrinovoltaic ist das Neutrino. Neutrinos sind winzig kleine, hochenergetische, nicht sichtbare Teilchen aus dem Weltraum, die ständig in großen Mengen jeden Punkt der Erde erreichen. Darin ähneln sie den Sonnenstrahlen. Der Unterschied besteht darin, dass Neutrinos uns immer erreichen, unabhängig von der Tages- oder Jahreszeit und der Witterung. Außerdem haben Neutrinos eine winzig kleine Masse. Diese wurde unabhängig voneinander von zwei Physikern, dem Kanadier Arthur Mc Donald und dem Japaner Takaaki Kajita, durch neu entwickelte Messmethoden nachgewiesen. Dafür erhielten beide Forscher im Jahr 2015 den Nobelpreis für Physik.

Was haben diese Neutrinos nun aber mit Energiegewinnung zu tun? Durch alle natürlichen Materialien, einschließlich menschlicher und tierischer Körper, gehen Neutrinos nahezu spurlos durch. Daher merken wir im täglichen Leben nichts von deren Existenz. Treffen Neutrinos allerdings auf künstlich hergestelltes, dichteres Material, geben sie einen Teil ihrer Bewegungsenergie an die Moleküle dieses Materials ab. Dies ist ungefähr so, wie der Wind, der die Rotorblätter einer Windkraftanlage antreibt – nur in einem wesentlich kleineren Maßstab. Da aber in jeder Sekunde jeder Quadratzentimeter unserer Erde von 60 Milliarden Neutrinos getroffen wird, stünde theoretisch eine nahezu unendliche Menge an Energie zur Verfügung. Diese Wechselwirkungen wurden schon im Jahr 2015 von US Universitäten und Materialwissenschaftlern, die auch mit der Neutrino Energy Group kooperieren, gezeigt und im Versuchsaufbau demonstriert.

Die Neutrino Energy Group ist ein deutsch-amerikanischer Forschungsverbund, dessen Forschungsgegenstand die Nutzung der nichtsichtbaren Strahlenspektren zur Energiegewinnung ist. Kein Thema könnte heute aktueller sein, da die Menschheit wegen des Klimawandels und der Endlichkeit fossiler Brennstoffe dringend neue Energiequellen benötigt.

Der Neutrino Energy Group ist es gelungen, ein Material zu entwickeln und patentieren zu lassen, das dicht genug ist, um Wechselwirkungen mit Neutrinos hervorzurufen. Mit diesem Material werden die ersten Neutrinovoltaic-Zellen zur Stromversorgung entwickelt. Das Material besteht im Prinzip aus einer Trägerschicht, auf die Schichten mit dotiertem Graphen und Silizium aufgedampft werden. Die Dicken dieser Schichten liegen im Nanobereich. Wird dieses Material von Neutrinos getroffen, geben diese vertikale Impulse an das Graphen und horizontale Impulse an das Silizium ab. Entscheidend ist nun die richtige Schichtdicke dieser dotierten Materialien. Bei optimaler Schichtdicke geraten die durch die Impulse hervorgerufenen atomaren Vibrationen in Resonanz. Sie überträgt sich an das Trägermaterial und ruft dort einen elektrischen Strom hervor.

Rein theoretisch ist die Menge der gewonnenen Energie von der durchströmten Fläche abhängig. Mit der „Neutrino-Inside-Lösung“ könnten so in Zukunft elektrische Geräte ohne Kabel oder Steckdose überall aufgeladen werden. Die Energie würde einfach aus der Umgebung eingesammelt. Damit stünde der Menschheit eine unendliche, ständig verfügbare und saubere Energiequelle zur Verfügung. Der Klimawandel könnte damit aufgehalten werden.

Dies sieht auch Holger Thorsten Schubart, der CEO der Neutrino Deutschland GmbH so. Sie ist die deutsche Vertretung der Neutrino Energy Group und hat ihren Hauptsitz in Berlin. Schubart kritisiert, dass in Deutschland zwar viel Energie in die Grundlagenforschung gesteckt wird, die Anwendungsentwicklung aber noch zu kurz kommt. Sein Unternehmen will dies in internationaler Zusammenarbeit ändern und die Neutrinovoltaic-Zellen praxistauglich machen.