Neutrinos

Vorab
Neutrinos wurden bereits in den 30er Jahren postuliert und in den 50er Jahren erstmals nachgewiesen. Es sind sehr kleine und elektrisch neutrale Elementarteilchen, die in unglaublichen Mengen alles durchdringen, jedoch kaum Wechselwirkung mit unserer Materie haben. Deswegen sind sie selbst heute nur schwer nachzuweisen. Bisher galten sie nach der Lehrmeinung als masselos, was die Anerkennung einer Nutzung zur Energiegewinnung nach dem heutigen Stand der Technik unmöglich machte. Bereits in den 90er Jahren beschäftigten sich jedoch Universitäten mit der näheren Erforschung der Neutrinos. In 2 voneinander unabhängigen riesigen Versuchsaufbauten wurden Neutrinos in Japan und Kanada "eingefangen". Die Versuchsresultate ergaben, sozusagen nebenbei, dass Neutrinos sehr wohl eine Masse haben, wenn auch eine kleine. Diese Forscher und Ihre Ergebnisse zu den Grundlagen der Neutrinoforschung wurden Ende 2015 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet, wodurch sich auch die Lehrmeinung geändert hat. Die Nutzung dieser kleinen, schnellen Teilchen zur Energiegewinnung wird nun auch von einer breiten wissenschaftlichen Basis anerkannt.

Wir haben Verständnis dafür, dass unsere Ergebnisse in der Vergangenheit besonders von der Presse mit Skeptik betrachtet wurden. Im Bereich der Energiegewinnung gibt es zudem nahezu unzählige Akteure, die berichten, "saubere" und "freie" Energie aus Quellen anzapfen zu können, die jenseits der heutigen wissenschaftlichen Erkenntnisse liegen. Ob an irgend einem dieser "freien" Energiekonzepte etwas dran ist, möchten wir nicht mutmaßen, wir möchten jedoch daran erinnern, dass es Zeiten gab, zu denen man alleine für die Demonstration von Elektrizität auf dem Scheiterhaufen gelandet wäre.

Mit dem Fortschreiten der Grundlagenforschung werden sich die Meßmethoden unaufhaltsam verfeinern. Wir freuen uns auf weitere Erkenntnisse, denn wirkliche Grundlagenforschung können wir mit unserem vergleichsweise bescheidenen Budget nicht leisten. Wir sehen die Nutzung von Neutrinos als eine Möglichkeit, sauber, sicher, regenerativ und langlebig elektrische Energie zur Verfügung zu stellen. Bis dahin ist es jedoch ein langer Weg. Über unseren eigenen Anteil an dieser Arbeit werden wir Sie im Folgenden informieren.

Wir danken Ihnen für Ihr Interesse und Ihre Aufmerksamkeit.

Was sind Neutrinos?
Neutrinos sind Elementarteilchen, die der Wissenschaft schon lange bekannt sind. Postuliert wurden Sie 1933, erstmals nachgewiesen 1956. Neutrinos sind sehr klein, leicht und elektrisch neutral. Deswegen beeinträchtigen sie die normale Materie nicht oder nur in solch geringem Maße, dass es nicht ins Gewicht fällt. Im Bohrschen Atommodell gesprochen: Sie sausen einfach durch den weiten, leeren Raum zwischen den Atomkernen und Elektronenschalen unserer Moleküle hindurch. Da sie so gut wie keine Wechselwirkung mit normaler Materie haben, galten sie lange Zeit als masselos.
Neutrinostrahlung durchdringt uns jedoch in unvorstellbarem Maß. Jede Sekunde treffen Milliarden von Ihnen auf die Fläche eines einzelnen Fingernagels. Was wäre nun, wenn es eine Möglichkeit gäbe, die Energie von Neutrinos in elektrische Energie umzuwandeln, ähnlich wie wir Lichtquanten in Solarzellen einfangen?

Nobelpreis und Forschung
Mit der Vergabe des Nobelpreises für Physik an Takaaki Kajita (Japan) und Arthur B. McDonald (Kanada) für Ihre Forschung im Bereich des Neutrino Nachweises gehört die bisher verbreitete Vermutung, Neutrinos haben keine Masse, nun der Vergangenheit an. Ihre Versuche und Forschungsergebnisse sind jedoch bereits seit den 90ger Jahren bekannt. Seit 2008 beschäftigen sich unsere Forscher in Deutschland und der Schweiz konkret mit der Frage, wie sich die Energie von Neutrinos in elektrische Energie wandeln lässt. Erfolgreiche Prototypen konnten erstmals 2012/2013 hergestellt werden. Seit dem konzentrieren wir uns auf die weitere Erforschung des Konzeptes.

Und wie machen wir es nun?
Wie beschrieben gehen Neutrinos in unvorstellbarer Menge durch unsere "normale" Materie hindurch. Wie also bringen wir sie dazu, mit unseren Neutrino Kollektoren zu interagieren und so Strom zu erzeugen? Hier kommt Nanotechnologie zu einem sinnvollen Einsatz. Nanotechnologie ermöglicht es nicht nur, sehr kleine Teilchen zu erzeugen, sondern auch sehr dichte, zusammenhängende Molekularstrukturen, in unserem Fall von Graphit. Hochwertiger Graphit besteht aus kristallinem Kohlenstoff mit hexagonaler Anordnung der Moleküle, wie in den Schemazeichnungen angedeutet. Würde man im rechten Winkel auf eine dieser Kristallschichten blicken, wäre die darunterliegende Schicht gegen die erste Schicht gesehen verschoben. Neutrinos scheinen mit dieser Struktur zu interagieren, in dem sie sich wie in einer Mischung aus Hängematte und Trampolin einfangen lassen. Teilweise werden Sie erst nur verlangsamt, teilweise gleich eingefangen, wobei sie ihre Bewegungsenergie abgeben, die sich als elektrischer Energie abgreifen lässt.
Wir arbeiten nun mit einer stark verdichteten Form von Graphit. Der überwiegende Anteil der Neutrinos geht noch immer unberührt hindurch. Dank der enormen Gesamtmenge enthalten jedoch bereits die kleinen prozentualen Mengen der eingefangenen Teilchen genug Energie, um das Konzept zu demonstrieren und auch bereits eine sinnvolle Nutzung für kleine, mobile Geräte darzustellen. In Zahlen und Bildern gesprochen: Wir verringern den Abstand der Graphit Strukturen auf ein 500stel bis 1.000stel. Ein Neutrino ist vorher im Vergleich zu einem Graphitring nur so klein wie eine Mücke zu einem Elefanten. Hinterher, mit unserem Graphit, sieht das Größenverhältnis schon anders aus, und der Elefant hat es nicht nur mit einer Mücke zu tun...

Ausblick
Um es klar zu sagen: Diese Technik steht noch ganz am Anfang. Im Moment ist höchstens zu erahnen, was Neutrino Kraftwerke in der Zukunft für die Menschheit bedeuten können. Heutige regenerative Energien haben das oft beklagte Manko, dass ihr Output schwankt und von Licht und Wetter abhängig ist. Neutrino Kraftwerke werden dies nicht sein. Sie arbeiten rund um die Uhr gleichmäßig und bereits nach heutigem Wissensstand gut 10 Jahre bei über 95% des Anfangsoutputs. Neutrino Kraftwerke könnten in einigen Jahrzehnten in jedem Keller eines Hauses und in jedem Elektroauto den Energiebedarf decken. Auf lange Sicht könnten sie Speichertechnologien überflüssig machen. Offgrid Einsätze in Krisengebieten könnten für Strom und sauberes Wasser sorgen. Was die Neutrino Technologie für die Erde bedeuten kann, wagen wir mit der Entdeckung der Elektrizität selbst zu vergleichen. Doch wie gesagt, steht diese Technik noch ganz am Anfang. Wir können bisher demonstrieren, dass es grundsätzlich möglich ist, elektrische Energie aus Neutrinostrahlung zu gewinnen. In den nächsten Jahren wird es zunächst Einsätze für elektrische Kleingeräte geben, deren Strombedarf überschaubar ist. In Kombination mit speziellen Brennstoffzellen und Speichertechnologien erwägen wir auch die Demonstration in Elektrofahrzeugen. Die Optimierung des Wirkungsgrades, der Langlebigkeit und nicht zuletzt auch der ökonomischen Erschwinglichkeit wird hier auch von der universitären Grundlagenforschung abhängen und profitieren.

Wie geht es weiter?
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