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HauptthemenWelsbach-Patent
Das sog. Welsbach-
Grundidee des Patents
Gasglühstrümpfe
Dieselben Strümpfe außer Betrieb
Die Autoren des Patents haben sich vom Gasglühstrumpf inspirieren lassen. Dieser wurde in den 1880er Jahren von Carl Auer von Welsbach erfunden und verbesserte die Leuchtkraft von Gaslaternen drastisch, weil er aus einem Material besteht, das viel sichtbares Licht und wenig von der unsichtbaren Wärmestrahlung (wie eine gewöhnliche Gasflamme) aussendet. Er scheint die Wärmestrahlung aufzunehmen und in sichtbares Licht zu verwandeln. Dasselbe müsste man doch auch in der Erdatmosphäre machen können, um den Treibhauseffekt zu umgehen, dachten sich die Erfinder des Welsbach-
In der Stratosphäre ausgebrachte schwebende Partikel erlauben es, die Schwarzkörperstrahlung der Erde, die im nahen Infrarot ausgesendet wird, in sichtbares Licht und Strahlung im fernen Infrarot umzuwandeln, sodass diese Wärmeenergie in den Weltraum zurückgestrahlt werden kann und die vom Treibhauseffekt verursachte globale Erwärmung verringert wird.[1]
Irrtum!
Wenn es möglich wäre, die uns umgebende Wärmestrahlung in sichtbares Licht zu verwandeln, dann könnten wir damit ohne Energieaufwand unsere Wohnung beleuchten. Das wäre ein Perpetuum Mobile 2. Art und ist daher physikalisch unmöglich.
Der Gasglühstrumpf leuchtet nur, wenn er heiß ist (600°C) und von einer Flamme angeregt wird (Candolumineszenz). Ohne diese Anregung würde er bei der gleichen Temperatur ein schwaches rötliches Licht und kein helles weiß-
Außerdem widerspräche das Patent dem Kirchhoffschen Strahlungsgesetz, wonach jedes Material, das eine Wellenlänge gut absorbiert, diese auch aussendet. D. h. wenn die Wärmestrahlung der Erde (die überwiegend im fernen Infrarot liegt) absorbiert wird, dann wird diese auch ausgesendet. Genau das tut z. B. das Treibhausgas Kohlendioxid. Das im Patent vorgeschlagene Material würde als zusätzliches Treibhausgas wirken!
Behauptetes physikalisches Wirkprinzip
Stoffe können einen hohen Emissionsgrad (und Absorptionsgrad) im fernen Infrarot, einen hohen Emissionsgrad im sichtbaren Wellenlängenbereich und einen sehr geringen Emissionsgrad auf den Wellenlängen dazwischen haben. Wenn ein Stoff mit dieser Emissionscharakteristik und ein Schwarzer Körper einer gleich starken Infrarotquelle ausgesetzt werden, dann ist ersterer effizienter beim Ausstrahlen von sichtbarem Licht (wenn Kühlung durch Strahlung dominiert), d. h. der Stoff mit der selektiven Ausstrahlung erscheint heller als der Schwarze Körper. Dieser Effekt ist als Welsbach-Effekt bekannt und wird in Gasglühstrümpfen ausgiebig genutzt.[2]
Falsch, dieser Effekt allein würde den Glühstrumpf nicht so hell weiß-
Da die Flamme in einer Gaslaterne auch Wärmestrahlung in dem Bereich aussendet, wo der Glühstrumpf nicht absorbiert, würde er – wenn nur der vom Patent genannte Effekt wirken würde – eher weniger Licht geben, als wenn er alle Wellenlängen absorbiert und ausstrahlt.
Welsbach-Materialien ... haben einen hohen Emissionsgrad (und folglich einen niedrigen Reflexionsgrad) im Bereich des sichtbaren Lichts und Infrarots mit einer Wellenlänge von 8– 12 µm, wodurch es ... zu keinen Auswirkungen im sichtbaren Bereich käme.[3]
Hier haben die Patent-
Abbildung aus der Patentschrift, die den "idealen" Emissionsgrad im sichtbaren Licht sowie im nahen und fernen Infrarot darstellt
Materialien, die zum Ausbringen in die Stratosphäre geeignet sind, haben einen Reflexionsgrad von annähernd 1 für nahe Infrarotstrahlung und einen Reflexionsgrad nahe 0 (oder Emissionsgrad nahe 1) für ferne Infrarotstrahlung. FIG. 3 zeigt den idealen Emissionsgrad, den so ein Material für die verschiedenen Wellenlängenbereiche haben müsste.[4]
Wieder der gleiche Fehler: Ein Material mit dieser Emissionscharakteristik würde den Treibhauseffekt verstärken, weil es die Wärmestrahlung der Erde absorbiert, anstatt sie ins Weltall durchzulassen!
Weitere Fehler
Die Treibhausgase befinden sich normalerweise in der Stratosphäre der Erde in einer Höhe von 7–13 km. Deswegen sollten die Partikel in einer Höhe von ungefähr 10 km ausgebracht werden.[5]
Falsch:
- Die wichtigsten Treibhausgase – Kohlendioxid und Wasserdampf – sammeln sich nicht in den oberen Luftschichten. Der Kohlendioxid-
Anteil ist bis in fast 100 km Höhe nahezu konstant. - Wenn das im Patent vorgeschlagene Wirkprinzip funktionieren würde, müsste man die Materialien, die Wärmestrahlung direkt in den Weltraum umleiten können, möglichst nahe am Erdboden ausbringen. Je weiter oben, desto eher wurde die Wärmestrahlung von den Treibhausgasen bereits wieder zurück zur Erdoberfläche gestrahlt.
- Der Anfang der Stratosphäre ist definiert als der Punkt, wo es mit zunehmender Höhe wieder wärmer wird. Das ist in unseren Breiten in ca. 10–
11 km Höhe (an den Polen: 8 km, am Äquator: 18 km).
Nachdem die winzigen Partikel in der Atmosphäre verteilt wurden, können sie bis zu 1 Jahr in der Schwebe verbleiben.[6]
In Wirklichkeit würden die Partikel bald in eine Regenwolke geraten und ausgespült werden. Für eine längere Verweilzeit müsste die "Aussaat" in der tatsächlichen Stratosphäre (siehe oben) erfolgen.
Mein Fazit
Das Welsbach-
Zu dem gleichen Fazit kommt auch ein Artikel auf Focus online und ein von mir befragter Atmosphärenphysiker (Prof. Thomas Karl) von der Universität Innsbruck. Außerdem habe ich die physikalischen Fehler im Patenttext in der wissenschaftlichen, begutachteten Zeitschrift für Anomalistik veröffentlicht.
Weiter
Weblinks
- Wikipedia: Welsbach-
Patent – Diesen Artikel habe ich angelegt.- Diskussion dazu auf Metabunk.org (englisch)
Quellen
| [1] | Englischer Patenttext: "particles suspended in the stratosphere as a result of the seeding provide a mechanism for converting the blackbody radiation emitted by the earth at near infrared wavelengths into radiation in the visible and far infrared wavelength so that this heat energy may be reradiated out into space, thereby reducing the global warming due to the greenhouse effect." | ||||||
| [2] | Englischer Patenttext: "materials may have high emissivity (and absorption) at the far infrared wavelengths, high emissivity in the visible wavelength range, and very low emissivity at intermediate wavelengths. If a material having those emissivity characteristics and a black body are exposed to IR energy of equal intensity, the selective thermal radiator will emit visible radiation with higher efficiency (if radiation cooling predominates), i.e., the selective thermal radiator will appear brighter than the black body. This effect is known as the Welsbach effect and is extensively used in commercial gas lantern mantles." | ||||||
| [3] | Englischer Patenttext: "Welsbach ... materials ... have high emissivities (and thus low reflectivities) in the visible and 8–| [4]
| Englischer Patenttext: "A desired material for the stratospheric seeding has a reflection coefficient close to unity for near IR radiation, and a reflection coefficient close to zero (or emissity close to unity) for far IR radiation. FIG. 3 is a graph illustrating an ideal emissivity versus wavelength function for the desired material."
| [5]
| Englischer Patenttext: "The greenhouse gases are typically in the earth's stratosphere at an altitude of seven to thirteen kilometers. This suggests that the particle seeding should be done at an altitude on the order of 10 kilometers."
| [6]
| Englischer Patenttext: "Once the tiny particles have been dispersed into the atmosphere, the particles may remain in suspension for up to one year."
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