Plasmaphysik spielt im deutschen Wissenschaftssektor nur eine untergeordnete Rolle. In einigen speziellen Anwendungen wie beispielsweise dem Plasmaschneiden oder der Beschichtung von Plastiktüten kommt diese Nischentechnologie zwar zum Einsatz, doch die meisten Ingenieure und Techniker hierzulande haben mit dem vierten Aggregatzustand nichts zu tun. Am 17. Oktober 2018 stellte nun aber Graforce in Berlin einen Plasmalyseur vor, der mit Hilfe von ionisiertem Gas Wasserstoff erzeugen kann. Als Ausgangsprodukt kommt dabei Abwasser zum Einsatz, und das Endprodukt soll unter anderem Erdgasfahrzeuge antreiben. Wie geht das?
Plasma ist weder fest noch flüssig, aber auch nicht gasförmig. Im Temperatur-Druck-Diagramm ist es dort angesiedelt, wo alle drei Aggregatzustände aufeinandertreffen, weshalb es mitunter auch als „vierter Aggregatzustand“ bezeichnet wird. Am bekanntesten dürfte noch sein, dass die Sonne ein Plasmastern ist, also aus Plasma besteht. Sie ist extrem heiß, aber aufgrund des hohen Drucks nicht gasförmig. Aber wie genau muss man sich nun Plasma beziehungsweise die Vorgänge innerhalb eines Plasmalyseurs vorstellen?
Was ist ein Plasmalyseur?
Ein Plasma ist ein Teilchengemisch geladener Komponenten (z. B. Ionen, Elektronen), die beispielsweise dann erzeugt werden, wenn eine hohe Spannung zwischen einer Elektrode und einer Flüssigkeit angelegt wird. In dem dadurch entstehenden starken elektrischen Feld werden die geladenen Teilchen stoßweise angeregt. „Millionen Mal in der Sekunde ändert sich das Vorzeichen“, erläuterte Dr. Jens Hanke, Gründer und Geschäftsführer von Graforce, während seiner Präsentation in Berlin-Adlershof. Wenn ein auf diese Weise stark beschleunigtes Teilchen auf die oberen Moleküle der Flüssigkeit prallt und seine Energie größer ist als die Bindungsenergie der Atome, wird deren Molekülverbindung getrennt. Das starke elektrische Feld sei hingegen laut Graforce völlig ungefährlich, da es mit einem Metallgehäuse abgeschirmt ist.
Bei den hierbei zur Anwendung kommenden Flüssigkeiten kann es sich um ordinäres Wasser handeln, es kann aber auch destilliertes oder Abwasser sein. Die Rezipienten – wie Hanke seine Plasmalyse-Apparate nennt – seien da nicht wählerisch, anders als beispielsweise Elektrolyseure, die entionisiertes Wasser benötigen. Chlor und Schwefel sollten hingegen besser nicht in Plasmalyseuren verwendet werden.
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