{"id":354438,"date":"2025-08-18T15:15:19","date_gmt":"2025-08-18T15:15:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/354438\/"},"modified":"2025-08-18T15:15:19","modified_gmt":"2025-08-18T15:15:19","slug":"effizientere-sauerstoffproduktion-im-all-dank-magnetismus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/354438\/","title":{"rendered":"Effizientere Sauerstoffproduktion im All dank Magnetismus"},"content":{"rendered":"

\"institution<\/a><\/p>\n

<\/a><\/p>\n

<\/a><\/p>\n

<\/a><\/p>\n

\n Teilen:\u00a0\n <\/p>\n

18.08.2025 17:00<\/p>\n

Effizientere Sauerstoffproduktion im All dank Magnetismus <\/p>\n

\n Seit Beginn der astronautischen Raumfahrt in den 1960er Jahren gibt es eine Herausforderung, f\u00fcr die es bis heute keine einfache L\u00f6sung gibt: die zuverl\u00e4ssige und effiziente Herstellung von Sauerstoff im Weltraum. In einer heute in Nature Chemistry ver\u00f6ffentlichten Studie stellt ein internationales Forschungsteam des Zentrums f\u00fcr angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universit\u00e4t Bremen, der \u201eUniversity of Warwick\u201c und des \u201eGeorgia Institute of Technology\u201c eine bemerkenswert einfache und elegante Alternative vor. Durch den Einsatz von Magnetismus soll die zuk\u00fcnftige Sauerstoffproduktion leichter und nachhaltiger gestalten werden.<\/p>\n

\n Sauerstoffgewinnung im All geschieht meist durch Wasserelektrolyse. Dabei wird Wasser mithilfe von elektrischer Spannung in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. In der Schwerelosigkeit haften die entstehenden Gasblasen jedoch an den Elektroden oder bleiben in der Fl\u00fcssigkeit \u201egefangen\u201c \u2013 im Gegensatz zur Erde, wo sie einfach aufsteigen und aus der Fl\u00fcssigkeit entweichen. Das erschwert die Trennung von Gas und Fl\u00fcssigkeit erheblich und macht den Prozess deutlich energieintensiver. Um Gase und Fl\u00fcssigkeit zu trennen, werden auf der ISS derzeit komplexe Systeme aus Zentrifugen mit vielen Bauteilen eingesetzt. Diese Systeme sind jedoch schwer, wartungsaufwendig und verbrauchen viel Energie. Alles das macht sie f\u00fcr k\u00fcnftige Langzeitmissionen ungeeignet, bei denen jedes Kilogramm Equipment beim Start entscheidend ist und jedes Watt Strom im Weltall z\u00e4hlt.<\/p>\n

Die L\u00f6sung: Magnetismus.
Das internationale Forschungsteam konnte zeigen, dass Magnetfelder die Gasblasen in Schwerelosigkeit gezielt von den Elektroden weglenken und somit die Trennung von Gas und Fl\u00fcssigkeit deutlich vereinfachen k\u00f6nnen. Mithilfe von handels\u00fcblichen Dauermagneten entwickelten die Forschenden ein passives System, das die Blasen automatisch zu bestimmten Sammelpunkten leitet \u2013 ganz ohne bewegliche Teile oder zus\u00e4tzlichen Energiebedarf.<\/p>\n

Dabei kamen zwei sich erg\u00e4nzende Ans\u00e4tze zum Einsatz: Einer nutzt die nat\u00fcrliche Reaktion von Wasser auf Magnetfelder in Schwerelosigkeit, um Gasblasen zu lenken. Der andere erzeugt durch die Wechselwirkung von Magnetfeldern und den bei der Elektrolyse entstehenden elektrischen Str\u00f6men eine Drehbewegung in der Fl\u00fcssigkeit. Diese sorgt daf\u00fcr, dass sich Gas und Fl\u00fcssigkeit voneinander trennen, \u00e4hnlich, wie bei den mechanischen Zentrifugen auf der Internationalen Raumstation (ISS), jedoch unter Verwendung magnetischer Kr\u00e4fte anstelle mechanischer Rotation.<\/p>\n

Die heute ver\u00f6ffentlichten Ergebnisse basieren auf vier Jahren gemeinsamer Forschungsarbeit. \u00c1lvaro Romero-Calvo vom Georgia Institute of Technology entwickelte bereits 2022 die Grundidee und f\u00fchrte erste Berechnungen und Simulationen durch. Anschlie\u00dfend arbeitete er an der Weiterentwicklung eines Systems, das Wasser mithilfe magnetischer Effekte in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet. Um die Theorie experimentell zu belegen, entwickelten Katharina Brinkert (bis 2024 University of Warwick, jetzt ZARM) und ihr Team spezielle elektro- und photoelektrochemische Versuchsaufbauten f\u00fcr den Einsatz in der Schwerelosigkeit. \u201eWir konnten zeigen, dass es f\u00fcr die Trennung von Wasserstoff und Sauerstoff keine Zentrifugen oder mechanische Bauteile braucht \u2013 nicht einmal zus\u00e4tzliche Energie. Das System funktioniert vollkommen passiv und ist sehr wartungsarm\u201c, erkl\u00e4rt Brinkert.<\/p>\n

\u00d6mer Akay war f\u00fcr die Durchf\u00fchrung der Experimente im Bremer Fallturm des ZARM zust\u00e4ndig und trug die Ergebnisse f\u00fcr die Ver\u00f6ffentlichung zusammen: \u201eUnsere Elektrolysezellen erm\u00f6glichen die Sauerstoff- und Wasserstoffproduktion aus Wasser in Schwerelosigkeit mit Wirkungsgraden, die denen auf der Erde sehr nahe kommen.\u201c<\/p>\n

Erfolgreiche Tests in Mikrogravitation.
Die Experimente best\u00e4tigten, dass magnetische Kr\u00e4fte die Abl\u00f6sung und Bewegung der Gasblasen deutlich verbessern und die Effizienz der Elektrolysezellen um bis zu 240 Prozent steigern k\u00f6nnen. Damit wird ein langj\u00e4hriges ingenieurtechnisches Problem der Raumfahrt gel\u00f6st \u2013 und der Weg f\u00fcr leichtere, robustere und nachhaltigere Systeme zur Lebenserhaltung im All geebnet. Als n\u00e4chster Schritt soll das System auf H\u00f6henforschungsraketen weiter getestet werden.<\/p>\n

Das Projekt wird vom Deutschen Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR), der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation (ESA) und der US-Raumfahrtbeh\u00f6rde NASA gef\u00f6rdert.\n <\/p>\n

Wissenschaftliche Ansprechpartner:<\/p>\n

Katharina Brinkert (Co-Direktorin des ZARM und Leiterin des Forschungsteams \u201ePhotoelektrokatalyse\u201d)
katharina.brinkert@zarm.uni-bremen.de<\/p>\n

\u00d6mer Akay
oemer.akay@zarm.uni-bremen.de<\/p>\n

Originalpublikation:<\/p>\n

https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41557-025-01890-0<\/a>
DOI:10.1038\/s41557-025-01890-0.<\/p>\n

Weitere Informationen:<\/p>\n

https:\/\/YouTube-Short: https:\/\/youtube.com\/shorts\/uuFD7nLq5Ak?si=hPMCEnSDFjdcxQfj<\/a><\/p>\n

Bilder<\/b><\/p>\n

\"\u00d6mer<\/a>
\n
\u00d6mer Akay war f\u00fcr die Durchf\u00fchrung der Experimente im Bremer Fallturm des ZARM zust\u00e4ndig.<\/p>\n

Copyright: ZARM, Universit\u00e4t Bremen<\/p>\n

\n Merkmale dieser Pressemitteilung:
<\/strong>
\n Journalisten
Chemie, Elektrotechnik, Physik \/ Astronomie
\u00fcberregional
Forschungsergebnisse
Deutsch\n <\/p>\n

\u00a0<\/p>\n

\n
\n Zur\u00fcck<\/a>\n <\/dd>\n<\/dl>\n

<\/p>\n