Wer sich etwas zu essen machen will, kommt früher oder später nicht drumherum, auch Wasser zu kochen. Aber nicht nur bei der Zubereitung von Lebensmitteln ist dies notwendig, auch in verschiedenen Industrien wird H2O bis zum Siedepunkt erhitzt. Dafür wird viel Energie benötigt. Doch Forschende haben jetzt herausgefunden, wie der Vorgang deutlich energiesparender wird. Das Geheimnis steckt in den Blasen, die dabei entstehen.

Wasser kochen: Zu viele Blasen vermeiden

Für eine neue Untersuchung am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA haben Forschende Wasser kochen lassen und sich genau angeschaut, was bei dem Prozess wie vonstattengeht. Dabei fanden sie heraus, dass die dabei entstehenden Blasen grundsätzlich von Vorteil seien: Viele Blasen seien ein Indikator dafür, dass das Kochen effizient sei.

Wie so oft im Leben kann es aber von jeder guten Sache zu viel geben – so auch von Blasen. Denn: Eine zu große Menge von ihnen an der Oberfläche des zu erhitzenden Körpers (z. B. der Boden eines Kochtopfes) kann einen dünnen Gasfilm erzeugen, der wiederum den Hitzetransfer zum Wasser behindert. Dadurch werde mehr Energie benötigt.

Neue Technik ermöglich bessere Hitzeübertragung

Um dem vorzubeugen, hat das Team in die Heiz-Oberfläche ein Muster mit winzigen Kanälen (10 Mikrometer Breite) mit einem Abstand von 2 Millimetern zueinander eingebaut. So bleiben die Blasen an Ort und Stelle und verbinden sich nicht miteinander.

Um zugleich die daraus resultierende Reduktion der Blasen zu kompensieren, hat man unter anderem winzig kleine „Säulen“ eingearbeitet – dadurch vergrößert sich die erhitzte Oberfläche, die mit dem Wasser in Berührung kommt. Zusammen sorgen die verschiedenen Modifikationen dafür, dass Wasser schneller und energieeffizienter gekocht werden kann.

Dass man bald auch daheim energiesparend Wasser kochen kann, ist aber nicht abzusehen: In erster Linie ging es den Forschenden um die Optimierung des Prozesses in der Industrie. Und selbst dort könnte noch viel Zeit vergehen, da die Neuerungen bislang nur sehr aufwendig zu Forschungszwecken hergestellt wurden.

Quelle: „Three-Tier Hierarchical Structures for Extreme Pool Boiling Heat Transfer Performance“ (MIT, 2022)

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