Elektrisch geladenes Wasser klingt nach Science-Fiction. Ähnlich wie transparentes Aluminium aus dem Kinoklassiker "Star Trek". Doch Wissenschaftler um Elmar Fuchs vom Europäischen Exzellenzzentrum für nachhaltige Wassertechnologien Wetsus in den Niederlanden und Fachkollegen der Technischen Universität (TU) Graz in Österreich, haben jetzt gezeigt, dass es zumindest das geladene Wasser tatsächlich gibt.
Eigentlich wollten die Wissenschaftler ein über 100 Jahre altes Experiment genauer untersuchen: die sogenannte Wasserbrücke. Dabei werden Platinelektroden in zwei wassergefüllte Gläser getaucht und eine hohe elektrische Spannung von 10 000 Volt angelegt. "Das Wasser springt dann an den benachbarten Wänden hoch und verbindet sich zwischen den Gläsern zu einer etwa einen Zentimeter langen, frei schwebenden Brücke", berichtet Fuchs.
Dass dabei elektrische Ladungen hin und her fließen, haben die Forscher schon vor ein paar Jahren herausgefunden. Jetzt wollten sie ausschließen, dass dafür Fremdstoffe im Wasser verantwortlich sind, die sich etwa aus dem Glas oder dem Elektrodenmaterial gelöst haben könnten. Deshalb haben sie Wasserproben aus beiden Gläsern chemisch analysiert und die Leitfähigkeiten gemessen, unter anderem mit der extrem genauen Impedanzspektroskopie, wie sie kürzlich im Fachblatt Journal of Physics berichteten.
Die Forscher haben sich mögliche Anwendungen bereits patentieren lassen - etwa einen Energydrink
Fremdstoffe fanden sie so gut wie keine, aber die Ergebnisse der Impedanzmessungen ließen Fuchs zufolge nur einen Schluss zu: Das hochreine Nass in den Gläsern hatte sich offenbar aufgeladen wie ein Akku und diese Ladung über eine Woche lang gehalten. Schließlich fand das Brückenexperiment an der TU Graz und die Rückstandsanalyse erst sieben Tage später in den Niederlanden statt.
Die Forscher waren überrascht, können das Phänomen aber erklären. "Es handelt sich ja um eine Wasserelektrolyse", sagt Fuchs. Auf der einen Seite werden aus Wassermolekülen elektrisch positiv geladene Wasserstoffionen (Protonen) und auf der anderen Seite negativ geladene Hydroxydionen aus jeweils einem Sauerstoff- und Wasserstoffatom erzeugt. Beide Spezies wandern in Richtung der jeweils entgegengesetzt geladenen Elektrode, wo sie normalerweise zu Wasserstoff beziehungsweise Sauerstoff umgesetzt werden.
"Bis jetzt sind das nur Ideen"
Allerdings nehmen die wendigen Protonen die Wasserbrücke zwischen den Gläsern offensichtlich so schnell, dass sie die deutlich behäbigeren Hydroxydionen noch in deren Geburtsglas abfangen und sich mit ihnen zu Wasser verbinden. Im Ergebnis lädt sich das Wasser im Protonenglas positiv und jenes im Hydroxidionenglas negativ auf. "Dieses Ungleichgewicht bleibt erhalten, wenn man die Brücke trennt", sagt Fuchs. Ein Ladungsausgleich ist dann nicht mehr möglich.
Ob das elektrisch geladene Wasser einen praktischen Nutzen hat, ist unklar. Dennoch haben die Forscher bereits ein paar Ideen patentieren lassen, wie sich ihre Entdeckung möglicherweise nutzen ließe: zum Beispiel eine Wasserbatterie und geladenes Wasser als Desinfektionsmittel oder einen Energydrink. "Bis jetzt sind das nur Ideen", räumt Fuchs ein. Man wisse zum Beispiel nicht, wie elektrisch geladenes Wasser im Körper wirke. Und für eine Batterie müsse die Ladungsdichte noch um einige Größenordnungen erhöht werden, etwa indem man mehrere Brücken hintereinander schalte. "Doch wenn uns das gelingt, wird die Sache auch für die Praxis interessant", sagt er.
