Autor: Michael Allan
Wasserstoff heisst so, weil es – mit Sauerstoff verknüpft – das Wasser bildet, die Grundlage allen Lebens auf der Erde. Im Wasser wurde das Leben geboren, im Wasser fühlt sich das Leben am wohlsten, und als Erinnerung an jene frühen Zeiten tragen wir bis heute das notwendige Wasser für unsere Zellen überall mit uns – unser Körper besteht zu 75 Prozent aus Wasser.
Fleissige Wasserstoffbrücken
Der Wasserstoff im Wasser und anderen Molekülen kann etwas, was kein anderes Element kann: Es bildet weiche, wiederverknüpfbare «Wasserstoffbrücken» zwischen den Molekülen. Erst diese Brücken setzen die Proteine und die DNA in unseren Körpern zu den wunderbaren Gebilden zusammen. Diese «Alleskönner» verrichten alle wichtigen Funktionen in unseren Körpern, so dass wir Energie aus der Nahrung gewinnen können, uns bewegen können, sehen können, denken können.
Ohne die winzigen, fleissigen «Händchen» der Wasserstoffbrücken würde das Leben sofort verloren gehen.
Sauberer Energieträger
Wasserstoffatome sind ungern alleine – wenn sie keine anderen Partner haben, verknüpfen sich jeweils zwei zu Paaren, den Wasserstoffmolekülen, H-H oder H2. Diese Moleküle sind energiereich, sie setzen beim Verbrennen viel Energie frei, als Wärme oder als Elektrizität (mit Hilfe der Brennstoffzellen), wobei harmloses Wasser als einziger «Abfall» entsteht.
Alle haben bestimmt vom Wasserstoff als einem möglichen sauberen Energieträger der Zukunft gehört. Wird sich unsere Gesellschaft, nach der Epoche der rauchenden Holzverbrennung, der Kohleverbrennung, der Erdölverbrennung, zu einer sauberen Wasserstoff-Gesellschaft wandeln? Schön wäre es.
Kleine Magnetchen
Die Wasserstoffatome sind winzig klein, so klein, dass man sie nicht sehen kann, auch mit dem stärksten optischen Mikroskop nicht. Der Teil in ihrer Mitte, Proton genannt, ist noch viel kleiner – absurd klein. Trotzdem haben Wissenschaftler Mittel und Wege gefunden, diese superwinzigen Dinger zu untersuchen, und fanden, dass es kleine Magnetchen sind – sie beschlossen, diese Eigenschaft «Spin» zu nennen.
Magnetische Resonanz
Dieses Wissen schien zunächst nutzlos – wen interessiert schon etwas, das so klein ist, dass man es nie zu sehen bekommt, geschweige denn, wer will wissen, dass es kleine Magnetchen sind?
Aber man darf Wissen nie zu früh verwerfen. Wissenschaftler fanden Wege, mit diesen winzigen Magnetchen zu «reden», mit ihnen mit Hilfe von Radiowellen zu kommunizieren – und das auch, wenn sie als Teil von Wasser tief im Körper versteckt sind. Auf diese Weise kann man Bilder vom Körperinneren machen, ohne den Körper zu öffnen – sehr nützlich für die Medizin. Die Methode heisst MRI – Magnet-Resonanz-Tomografie (oder Kernspintomografie).
Die Verschmelzung
Wenn man zwei Wasserstoffatome sehr, sehr, sehr nahe aneinander bringt (was sehr schwierig ist – sie stossen sich heftig ab), dann verschmelzen sie und geben dabei sehr, sehr, sehr viel Energie ab. Auf diese Art gewinnt unsere Sonne die Energie. Somit verdanken wir Wasserstoff praktisch alle Energie, die wir haben – nicht nur das Tageslicht und die Sonnenwärme, sondern auch die Energie aus Holz, Erdöl, Kohle, Wasser. Denn die Energie aus all diesen Quellen ist ja letztendlich nichts anderes als umgewandelte Sonnenenergie.
Wenn die Verschmelzung – Fusion genannt – auf der Sonne als Energiequelle so gut funktioniert, ist es verleitend, es auch auf der Erde zu versuchen und damit unsere Energieversorgung zu sichern. Wissenschaftler an vielen Orten versuchen es. Der Bau einer grossen Testanlage, genannt ITER («der Weg»), hat soeben in Cadarache in Südfrankreich begonnen. Diese Technologie ist die grosse Hoffnung der Menschheit auf weitgehend saubere und nachhaltige Energiequelle, aber es bleiben noch viele technische Probleme zu lösen, bis es – wenn überhaupt – tatsächlich Kraftwerke auf der Grundlage dieses Prinzips gibt.
Michael Allan ist Professor für Chemie am Departement Chemie der Universität Freiburg. Kontakt: michael.allan@unifr.ch
