Ob Sie es wissen oder nicht: Druckluft ist in allen Bereichen unseres Lebens präsent – von den Luftballons auf Ihrer Geburtstagsfeier bis hin zur Luft in den Reifen unserer Autos und Fahrräder. Wahrscheinlich wurde sie sogar bei der Herstellung des Telefons, Tablets oder Computers verwendet, auf dem Sie dies gerade lesen.
Der Hauptbestandteil von Druckluft ist, wie Sie vielleicht schon vermutet haben, Luft. Luft ist ein Gasgemisch, das heißt, sie besteht aus vielen Gasen. Hauptsächlich sind dies Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %). Sie besteht aus verschiedenen Luftmolekülen, die jeweils über eine bestimmte kinetische Energie verfügen.
Die Lufttemperatur ist direkt proportional zur mittleren kinetischen Energie der Moleküle. Das bedeutet, dass die Lufttemperatur hoch ist, wenn die mittlere kinetische Energie groß ist (und sich die Luftmoleküle schneller bewegen). Die Temperatur ist niedrig, wenn die kinetische Energie klein ist.
Durch die Komprimierung der Luft bewegen sich die Moleküle schneller, wodurch die Temperatur steigt. Dieses Phänomen wird als Kompressionswärme bezeichnet. Luft zu komprimieren bedeutet, sie in einen kleineren Raum zu pressen und dadurch die Moleküle näher zusammenzubringen. Die dabei freigesetzte Energie entspricht der Energie, die zum Komprimieren der Luft benötigt wurde. Anders ausgedrückt: Die Energie wird für späteren Gebrauch gespeichert.
Nehmen wir zum Beispiel einen Ballon. Beim Aufblasen wird Luft in ein kleineres Volumen gepresst. Die in der komprimierten Luft enthaltene Energie entspricht der zum Aufblasen benötigten Energie. Beim Öffnen des Ballons entweicht die Luft, wodurch sich diese Energie verflüchtigt und die Luft wegfliegt. Dies ist auch das Grundprinzip eines Verdrängungskompressors.
Druckluft eignet sich hervorragend zur Speicherung und Übertragung von Energie. Sie ist flexibel, vielseitig und im Vergleich zu anderen Energiespeichermethoden wie Batterien und Dampf relativ sicher. Batterien sind sperrig und haben eine begrenzte Lebensdauer. Dampf hingegen ist weder kostengünstig noch benutzerfreundlich (er wird extrem heiß).
Veröffentlichungsdatum: 08.04.2022