Biorock-Technologie

Die Biorock-Technologie ist ein Verfahren zur Abscheidung von Mineralien aus dem Meerwasser, um eine Art Stahlbeton herzustellen. Man versenkt Gestelle aus Baustahl und Metallgewebe mit der gewünschten Form in der See und lässt schwachen Gleichstrom hindurchfließen. Elektrolyse spaltet das Seewasser in seine chemischen Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff auf. Die Stahlkonstruktion ist hierbei der Minuspol und somit die Kathode. Vermutlich durch Konzentrationszunahme und die lokale Zunahme des pH-Wertes bildet sich auf ihr eine feste Kruste aus den im Meerwasser gelösten Salzen Aragonit (Kalziumkarbonat) und Brucit (Magnesiumhydroxid). Das kristallisierte Material auf dem Stahl hat eine weißliche bis graue Farbe und ähnelt in seinen Materialeigenschaften Beton. Pro Jahr wächst der Baustoff mit einer Geschwindigkeit von einem bis drei Zentimetern auf der gesamten Oberfläche. Die Größe und Form der Stahlkonstruktionen sind nicht relevant, so lange man für genügend Gleichstrom sorgt. Mit der Variation der Stromstärke kann man die Festigkeit des zukünftigen Baustoffes bestimmen. Bei einer großen Stromstärke lagert sich mehr weiches Brucit an dem Stahl an. Der Vorgang geht relativ schnell. Bei einer niedrigen Stromstärke dauert der Vorgang länger und es lagert sich überwiegend das harte Aragonit an.

Aragonitablagerung in einem Wasserrohr

Der Formenvielfalt sind hier keine Grenzen gesetzt. Das Meer, die Energiezufuhr und die Zeit sorgen dafür, dass aus dieser Konstruktion zum Beispiel ein Gebäude wird.

Inhaltsverzeichnis

Fast unbegrenzte Vorräte

Schätzungsweise gibt es in den Ozeanen 54,4 Billiarden Tonnen gelöster Salze.

Energieaufwand

Zum Brennen von Zement werden Temperaturen von 1400 °C benötigt. Das geht bisher nur mit dem Einsatz fossiler Brennstoffe. Die Biorock-Technologie benötigt weniger Energie im Vergleich zur Herstellung eines Bauteils auf herkömmliche Art. Mit nur 1000 Kilowattstunden kann man eine Tonne Baustoff erzeugen. Dieser Strom kann mit Hilfe von Windturbinen oder Solarzellen vor Ort erzeugt werden. Dadurch wird der Einsatz von fossilen Energieträgern vermieden. Für eine hohe Bruchlast benötigt man eine Stromstärke von etwa einem Ampere je Quadratmeter Oberfläche der Kathode. Die Traglast pro Quadratzentimeter beträgt 300 Kilogramm, etwa so viel wie handelsüblicher Leichtbeton.[1]

Ein Nebenprodukt bei der Biorock-Technologie ist Wasserstoff. Dieser Energieträger könnte in der Zukunft, bei weiterer Abnahme der fossilen Brennstoffe, immer wichtiger werden.

Geschichte

Entwickelt wurde die Biorock-Technologie von Wolf Hilbertz in den 1970er-Jahren. Als junger Mann war er auf der Suche nach alternativen Baustoffen. Bei einem Besuch in Bad Salzuflen entdeckte er zufällig eine feste Ablagerung an den Wänden. Sie entstand dadurch, dass für die Kurgäste eine Salzlösung auf Reisig geträufelt wurde. Die Salzionen in diesem so entstandenen Solenebel wirkten sich vorteilhaft auf die Atemwege der Kurgäste aus. Ein Teil der Salze setzte sich jedoch als feste Ablagerung an den Wänden ab.

Nachdem sein Interesse geweckt war, experimentierte er mit Meerwasser. Im Jahre 1974 versenkte er ein Drahtgestell in Salzwasser und legte einen Gleichstrom an. Bereits am nächsten Morgen hatte sich auf dem Drahtgestell eine dünne, weiße Schicht aus Aragonit und Bruzit angelagert.

Andere Anwendung

Unter anderem wurde Wolf Hilbertz auch von den Korallen und ihrem Wachstum inspiriert. Gemeinsam mit dem Biochemiker und Korallenforscher Tom Goreau sorgte er mit der Anwendung der Biorock-Technologie für den Fortbestand vieler durch die Korallenbleiche schwer geschädigter Riffe auf Jamaika, den Seychellen, vor der Malediveninsel Ihuru, in Panama und in Bali. Unter anderem wurden dort künstliche Korallenriffe angelegt. Bis zum Jahr 2008 gab es in über 15 Ländern Biorock-Projekte. Beispiele gibt es in Thailand, Indonesien, Papua-Neuguinea und in Mexiko. Im Seegebiet Saya de Malha im Indischen Ozean versucht man mit der Biorock-Technik eine künstliche Insel zu schaffen.[2]

Setzt man auf die Stahlkonstruktionen abgebrochene, lebende Korallen, wachsen diese fest und breiten sich auf dem festen Untergrund aus. Denn die Polypen der Korallen verwenden einen großen Teil ihrer Energie darauf, Kalzium- und Magnesiumionen aus dem Meerwasser zu extrahieren. Mit der Mineralakkretion auf dem Stahl erspart der Mensch ihnen den Energieaufwand, selbst einen festen Untergrund zu schaffen. Dadurch wachsen sie viermal so schnell wie unter natürlichen Umständen.

Biorockstrukturen haben großes Potenzial als Wellenbrecher, da sie mit zunehmendem Alter immer stärker werden. Wird die Konstruktion von Stürmen und hohen Wellen oder durch die Kollision mit einem Schiff beschädigt, repariert sie sich mit Hilfe der Mineralakkretion zu einem großen Teil von selbst.

Literatur

  • Solar-generated building material from seawater as a sink for carbon, Ambio 1992
  • T. F. Goreau, N. I. Goreau, T. J. Goreau: Korallen und Korallenriffe, in Biologie der Meere, 1991, Spektrum Akad. Verl., ISBN 3-89330-753-2
  • Electrodeposition of Minerals in Sea Water: Experiments and Applications, in: IEEE Journal on Oceanic Engineering, Vol. OE-4, No. 3, pp. 94-113, 1979
  • Solar-generated construction material from sea water to mitigate global warming, in: Building Research & Information, Volume 19, Issue 4 July 1991 , pages 242 - 255

Einzelnachweise

  1. mare-tv
  2. lighthouse-foundation Saya de Malha 2002

Weblinks


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