Israelische Erfindungen zur Rettung der Erde

In israelischen Laboratorien suchen die besten Wissenschaftler nach Lösungen für die globale Energiekrise. Dabei treten mitunter höchst originelle Innovationen zu Tage. Zehn davon werden an dieser Stelle präsentiert.

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I. Gold aus Stroh

Die Methode: Der Firma VSPP aus Rehovot ist es gelungen aus Stroh und Ernteresten Ethanol herzustellen, eine Alkoholart, die Benzin ersetzen kann. Zahlreiche Unternehmen versuchen, Ethanol aus Mais und anderen Pflanzen herzustellen. Das Problem dabei ist, dass sich diese Produkte, die faktisch Lebensmittel sind, sehr verteuern, da es sich für die Landwirte mehr auszahlt, Mais zur Ethanolgewinnung als zum Verzehr zu produzieren. „Wir aber haben eine Technik entwickelt, um Ethanol aus Grashalmen und Blättern zu gewinnen, die nach der Mais- oder Weizenernte übrig bleiben“, erklärt Rafi Gantio, der Generaldirektor der Firma

Gegenwärtiger Stand: In Kürze startet die Firma Versuche zur Ethanolgewinnung aus Bauwolle, Tomaten und Wildgras, was rentabler sein soll. Landwirte in Südamerika und Mexiko haben Interesse an dieser Entwicklung bekundet, aber die Firma ist noch nicht zu Vermarktung und Verkauf übergegangen.

Worte des Erfinders: „Diese Entwicklung wird sich auch für Landwirte lohnen, die für Geld die Strohreste von ihren Feldern loswerden können. Dies ist eine Forschung, von der alle beteiligten profitieren können, nicht nur wir.“

(Yedioth Ahronot, 13.06.08)

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II. Superpflanze statt Benzin

Die Methode: Der öffentliche Verkehr auf der Welt ist zu 93% von Erdöl abhängig, und der biologische Treibstoff, der aus Pflanzen gewonnene Bio-Diesel, stellt eine der Sofortlösungen dar. Die Firma „Bio-Diesel International“ aus Ramat Yishai hat eine originelle Lösung gefunden und es geschafft, die Energieausbeute der Pflanze selbst zu erhöhen.

Dem Generaldirektor des Unternehmens, Dr. Doron Gal, zufolge ist es dem firmeneigenen Entwicklungsteam gelungen, die Zahl der Chromosomen in der Pflanzenzelle zu verdoppeln, und dies ohne gewaltsame Gentechnik und Änderung der DNA (die in Europa bereits verboten ist). So erhält man eine größere Pflanze, mit mehr Samenhülsen und mehr Beständigkeit unter schweren klimatischen Bedingungen.

Gegenwärtiger Stand: Bis dato ist es den Forschern geglückt, eine Reihe von Pflanzen zu meliorieren, darunter Rizinus, Raps und Zuckerrohr, aus denen Ethanol herstellt wird. Die Firma befindet sich noch im Forschungsstadium, d. h. sie bietet ihre Lösungen noch nicht zum Verkauf an, trotz der Tatsache, dass die chinesische Regierung großes Interesse an dem israelischen Patent bekundet hat, vor allem für die riesigen chinesischen Rapsfelder.

Worte des Erfinders: „Wir befinden uns noch in der Forschungsphase und beeilen uns nicht mit dem Verkauf. Erst wenn wir die Forschungen beendet haben, ganz gleich wie lange es dauert, werden wir mit einem Korb von Produkten auf den Markt gehen.“

(Yedioth Ahronot, 13.06.08)

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III. Treibstoff aus Algen

Die Methode: Auf der Suche nach biologischen Quellen für Treibstoff haben sich Forscher des Weizmann-Instituts den großen Meeresalgen zugewandt. Der Grund hierfür: Salzwasser gibt es im Überfluss (im Unterschied zu dem für andere Züchtungen notwendigen Süßwasser), Algen wachsen schnell, man kann sie das ganze Jahr hindurch ‚ernten’, und ihre Verwendung verursacht keinen Müll.

„Das Öl der Algen lässt sich leicht auspressen und zu biologischem Treibstoff umwandeln“, sagt Prof. Avichai Danon von der botanischen Abteilung des Weizmann-Instituts. „Schon heute lässt sich dieser Treibstoff für Dieselmotoren verwenden, ohne große Investition bei der Anpassung der Motoren an den neuen Treibstoff.“

Die Gewinnung von biologischem Treibstoff aus Algen kostet 30mal mehr als die Gewinnung von Treibstoff aus anderen Pflanzen. Diese Tatsache hat Prof. Danon und Prof. Uri Pik von der biochemischen Abteilung des Instituts zu einer gemeinsamen Forschung verleitet, die Algenarten kreieren soll, welche speziell für die Herstellung von Biodiesel geeignet sind.

Gegenwärtiger Stand: Das Projekt befindet sich im fortgeschrittenen Forschungsstadium. In dem Moment, in dem die Wissenschaftler die Gene identifiziert haben werden, die am Wachstumsprozess der Algen beteiligt sind, und ihren genauen Mechanismus verstehen, werden sie Algenarten entwickeln können, die als effiziente Quelle zur umweltfreundlichen Treibstoffgewinnung zu fungieren vermögen.

Worte des Erfinders: „Wenn es klappt, wird dies ein gewichtiger Beitrag nicht nur für die Umwelt sein, sondern auch für die globale Wirtschaft und die Lebensmittelpreise in der Dritten Welt.“

(Yedioth Ahronoth, 13.06.08)

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IV. Bakterien auf dem Papier

Die Methode: Der meiste Müll auf den Müllhalden der Welt ist Papier. Prof. Ed Bayer von der Abteilung für Biochemie am Weizmann-Institut in Rehovot und Prof. Rafael Lamad von der Universität Tel Aviv haben gemeinsam mit Prof. Gideon Shriver, einem Experten für die Gestaltung von Proteinen, eine neue Bakterienart entwickelt, die in der Lage ist, innerhalb eines Tages einen ganzen Teller mit zerschnipseltem Papier in eine Flüssigkeit von einfachen Zuckermolekülen umzuwandeln – daraus lässt sich der Benzinersatzstoff Ethanol gewinnen.

Gegenwärtiger Stand: Die Forschung befindet sich auf ihrem Höhepunkt, und derzeit wird versucht, ihre Leistungsfähigkeit zu erhöhen, um sie nach industriellem Maßstab zu betreiben.

Worte des Erfinders: Der Erfolg des Projekts wird in Zukunft einen Prozess ermöglichen, durch den das Papier sowohl aus der Landschaft verschwindet als auch zu umweltfreundlichem Treibstoff wird.

(Yedioth Ahronot, 13.06.08)

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V. Energieballons

Die Methode: Eines der Probleme bei der Solarenergie ist der Bedarf an großen Flächen, um die Solarzellen, die Sonnenkollektoren, auf ihnen verteilen zu können. Israel ist zwar reich an Sonne, aber arm an Fläche. Die Lösung dafür haben nun die Forscher Dr. Pini Gurfil von der Fakultät für Aeronautik und Raumfahrt des Technion und Dr. Yossi Cori vom Institut für Architektur in Form von Solarballons gefunden.

Dabei geht es um ‚Trauben’ von für Zeremonien gemachten Heliumballons, die in ein Netz flexibler und feiner Platten gepackt sind und Sonnenenergie zu Wärme transformieren. Einige dieser Ballons werden in die Luft geschickt, während sie miteinander und dem Erdboden verbunden sind. Vom Zentrum der Gruppe führt ein Stromkabel hinab, das den Strom in eine Batterie leitet, die auf dem Boden liegt. Die Innenfläche der Ballons und die Höhe, in der sie sich befinden, steigern die Effizienz der Sonnenenergiegewinnung.

Gegenwärtiger Stand: Die Forscher haben bereits einen Prototyp der Heliumballontraube gebaut, ihn in die Luft geschickt und es geschafft, die Möglichkeit der Energiegewinnung zu beweisen. Derzeit suchen sie nach einer Finanzierung, um die Entwicklung fortführen zu können. Bis das Geld kommt, ruht das Projekt.

Worte des Erfinders: Wenn die Finanzierung da ist, werden wir zur intensiven Forschung übergehen und Erfolg mit ihr haben.“

(Yedioth Ahronot, 13.06.08)

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VI. Fokussierte Sonnenstrahlen

Die Methode: Prof. David Feiman von der Ben-Gurion Universität in Beer Sheva, der als Pionier der Erforschung alternativer Energien gilt, hat schon vor einigen Jahren herausgefunden, dass Sonnenkollektoren auf Hausdächern keine wirkliche Antwort für die Energieproduktion zu vernünftigen Preisen bieten können. Der Grund hierfür: Die herkömmlichen Solarzellen aus Silikon sind zu teuer und nicht leistungsstark genug. Seinen Worten nach eignen sich diese Zellen zur Aufnahme von Sonnenenergie, aber nicht zu deren Umwandlung in Strom.

Als Lösung schlägt er vor, für die Sammlung von Sonnenstrahlen billiges Material wie Spiegelglas zu verwenden, und sie dann auf ein verhältnismäßig kleines Areal zu fokussieren, und diesmal eines von Zellen, die die Sonne zu Strom umwandeln können.

Das israelische Start-up-Unternehmen „Zanit Solar“ hat die Idee von Prof. Feiman erworben und führt sie weiter fort. Dem Generaldirektor Roi Segev zufolge wird in Kürze eine erste Pilotinstallation mit 100 kleinen Solartellern errichtet, die das Sonnenlicht tausendfach konzentrieren und Solarzellen erstrahlen lassen können, die zur Energiegewinnung dienen.

Gegenwärtiger Stand: Das Unternehmen arbeitet mit rauchenden Köpfen an der Entwicklung des Projekts und bereitet sich auf den Abschluss der Entwicklung und die Vermarktung vor.

Worte des Erfinders: „Die Erntwicklungsarbeit und die Forschung, die in einer Firma in Israel und auch in Deutschland stattfinden, werden eine hervorragende Lösung bieten. Unsere Technologie wird den Einsatz von Sonnenenergie sehr rentabel machen.

(Yedioth Ahronot, 13.06.08)

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VII. Gratisstrom für alle

Die Methode: Prof. Doron Urbach, Leiter der elektrochemischen Forschungsgruppe an der Bar-Ilan Universität, träumt seit Jahren von dem Tag, an dem die Wohnhäuser in Israel ihren Strombedarf selbst decken, ohne von der Stromgesellschaft abhängig zu sein.

Dieser Traum nimmt aufgrund von zwei Entwicklungen Gestalt an: Die eine stammt von seinem Schüler Prof. Arie Zaban, der eine Plastikplane entwickelt hat, die Zellen zur Aufnahme von Sonnenlicht und seiner Umwandlung in Strom beinhaltet. Der Vorteil der Plane gegenüber einem normalen Sonnekollektor ist, dass sie sehr viel billiger und effektiver ist. Die zweite Entwicklung gehört Prof. Urbach selbst: Es handelt sich um eine einzigartige raffinierte Anlage von Batterien, die die Solarenergie speichern und einen einfachen und bequemen Gebrauch der gewonnenen Energie ermöglichen können.

Gegenwärtiger Stand: Die Plane ist schon in die kommerzielle Phase übergegangen, d.h. in einiger Zeit ist sie auf dem Markt erhältlich, während die Entwicklung der Batterien noch zusätzlicher Forschung bedarf, bevor sie in die Massenproduktion gehen können.

Worte des Erfinders: „Ich bin glücklich, dass meine Version kurz davor steht, Wirklichkeit zu werden.“

(Yedioth Ahronot, 13.06.08)

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VIII. Die Geheimnisse des Reaktors in Dimona

Die Methode: Für diese neue Technologie zur Stromerzeugung wird ein Feld von Spiegeln verwendet, die die Wärme von Sonnenstrahlen auf den oberen Teil eines Turms lenken, auf dem ein raffinierter Luftkollektor installiert ist. Der Kollektor empfängt eine sehr hohe Konzentration von Wärme (etwa 1200°C), die in ihm gefangene Luft erhitzt sich und treibt eine Turbine an, die Strom erzeugt.

Die Entwicklung resultiert aus einer Kooperation von ‚Rotem Industries’, dem kommerziellen Unternehmen von KAMAG (dem Nuklearforschungszentrum), mit dem Weizmann-Institut. Parallel dazu wird bei Rotem ein System für Wärmeenergie entwickelt. Die Entwicklung basiert auf einem eingetragenen Patent von Dan Sagui, einem Mitarbeiter des Reaktors in Dimona.

Die Anlage beinhaltet Stahlbehälter, in denen geschmolzene Salze sind, die die aus der Sonnenstrahlung gewonnene Wärme mittels der Umwandlung von Flüssigkeit in Feststoff speichern können. Wenn die festen Salze erneut zu Flüssigkeit werden, tritt die in ihnen gespeicherte Energie aus und lässt sich benutzen.

Gegenwärtiger Stand: Beide Projekte befinden sich im fortgeschrittenen Forschungsstadium und stehen kurz vor dem Aufbau eines Prototyps.

Worte des Erfinders: „Es ist nur eine Frage der Zeit, bis es uns gelingt, die Verwendung alternativer Energien rentabel zu machen“, sagt Meni Moalem, der Direktor der kommerziellen Entwicklung bei Rotem.

(Yedioth Ahronot, 13.06.08)

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IX. Wasserstoff aus Wasser

Die Methode: Um Strom herzustellen, nimmt man Benzin und verbrennt es, und so erhält man Energie. Das Problem ist, dass bei der Benzinverbrennung Treibhausgase in die Luft freigesetzt werden. Wenn man statt des dreckigen Benzins Wasserstoff verbrennt, ist das Nebenprodukt des Prozesses kein verschmutzendes Gas, sondern Wasser.

Heute gewinnt man Wasserstoff aus Erdöl, Kohle oder Erdgas – aber eben hier tritt Dr. Avner Rothschild von der Fakultät für Materialwissenschaft am Technion ins Bild, der kürzlich den „Yamini-Preis“ für junge israelische Wissenschaftler im Bereich der Umweltwissenschaften gewonnen hat. Dr. Rothschild versucht, mittels Sonnenstrahlen Wasserstoff aus Wasser herzustellen, und hat eine Methode entwickelt, bei der ein Stromladegerät aus Sonnenstrahlen gespeist wird, das stark genug ist, um die Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Schön ist bei dem Prozess außerdem die Tatsache, dass während der Wasserstoffverbrennung zur Stromerzeugung wieder Wasser entsteht, aus dem man erneut Wasserstoff herstellen kann, und so fort.

Gegenwärtiger Stand: Die Forschung befindet sich auf ihrem Höhepunkt.

Worte des Erfinders: „Ich glaube, dass der Wasserstoff im Bereich der erneuerbaren Energien eine große Zukunft vor sich hat.“

(Yedioth Ahronot, 13.06.08)

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X. Bakterielle Fabrik

Die Methode: Seit Jahren gehen Wissenschaftler davon aus, dass der Wasserstoff das „Benzin der Zukunft“ ist. Eine Gruppe von Forschern aus Frankreich, Spanien, Schweden, England, Portugal und Israel erforscht derzeit die Möglichkeit, eine Bakterie herzustellen, die auf saubere und rentable Weise Wasserstoff erzeugen kann. Denn wenn es möglich ist, Algen und Bakterien zur Produktion von biologischem Treibstoff zu züchten, muss es denselben Bakterien auch möglich sein, Wasserstoff zu produzieren.

Das Forschungsteam hat damit angefangen, eine bestimmte Bakterienart zu prüfen, die „Cyano-Bakterie“ genannt wird (früher nannte man sie manchmal „Blaualgen“, obwohl sie eigentlich keine Algen sind). Diese einzelligen Lebewesen haben eine lange Geschichte der Produktion von dem Menschen zugute kommenden Stoffen: Sie gehörten zu den ersten Lebewesen, die Sauerstoff in die Atmosphäre der Erde freigesetzt haben (was den Weg für die Evolution der Sauerstoff atmenden Lebewesen geebnet hat), und ein Teil von ihnen hält den Stickstoff am Boden, so dass Pflanzen wie Reis ihn nutzen können.

Die Forscher untersuchen Methoden, wie die Komponenten dieser Bakterie genetisch gestaltet und in eine Form gebracht werden können, aus der heraus sie Wasserstoff produzieren. Prof. Dan Tawfik von der biologischen Abteilung des Weizmann-Instituts hat bereits erste positive Resultate erzielt.

Gegenwärtiger Stand: Die Forschung steckt noch in den Anfängen, die Forscher sind jedoch optimistisch.

Worte des Erfinders: „Die Cyano-Bakterie hat einen ausgezeichneten Ruf bei der Herstellung von Sauerstoff, und wir werden sie zu einer Fabrik für Wasserstoffproduktion machen.“

(Yedioth Ahronot, 13.06.08)

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