Carbon is the fourth-most-abundant element in the universe and takes on a wide variety of forms—the honeycomb-like graphene, the pencil “lead” graphite, diamond, cylindrically structured nanotubes, and hollow spheres called fullerenes.
Some forms of carbon are crystalline, meaning that the structure is organized in repeating atomic units. Other forms are amorphous, meaning that the structure lacks the long-range order of crystals. Hybrid products that combine both crystalline and amorphous elements had not previously been observed, although scientists believed they could be created.
Wang’s team—including Carnegie’s Wenge Yang, Zhenxian Liu, Stanislav Sinogeikin, and Yue Meng—started with a substance called carbon-60 cages, made of highly organized balls of carbon constructed of pentagon and hexagon rings bonded together to form a round, hollow shape. An organic xylene solvent was put into the spaces between the balls and formed a new structure. They then applied pressure to this combination of carbon cages and solvent, to see how it changed under different stresses.
At relatively low pressure, the carbon-60’s cage structure remained. But as the pressure increased, the cage structures started to collapse into more amorphous carbon clusters. However, the amorphous clusters still occupy their original sites, forming a lattice structure.
The team discovered that there is a narrow window of pressure, about 320,000 times the normal atmosphere, under which this new structured carbon is created and does not bounce back to the cage structure when pressure is removed. This is crucial for finding practical applications for the new material going forward.
This material was capable of indenting the diamond anvil used in creating the high-pressure conditions. This means that the material is superhard.
If the solvent used to prepare the new form of carbon is removed by heat treatment, the material loses its lattice periodicity, indicating that the solvent is crucial for maintaining the chemical transition that underlies the new structure. Because there are many similar solvents, it is theoretically possible that an array of similar, but slightly different, carbon lattices could be created using this pressure method.
“We created a new type of carbon material, one that is comparable to diamond in its inability to be compressed,” Wang said. “Once created under extreme pressures, this material can exist at normal conditions, meaning it could be used for a wide array of practical applications.”
Wang’s other co-authors on the paper were Bingbing Liu of Jilin University, Hui Li and Xiao Cheng Zeng of the University of Nebraska, Yang Ding of the Argonne National Laboratory, and Wendy Mao of Stanford University.
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This research was supported by EFree, funded by Basic Energy Sciences, Department of Energy (DOE-BES). HPCAT, APS is supported by the Carnegie Institution for Science; the Carnegie DOE Alliance Center (DCAC); the University of Nevada at Las Vegas; and the Lawrence Livermore National Laboratory through funding from the National Nuclear Security Administration, Department of Energy (DOE-NNSA). U2A is supported by the National Science Foundation (COMPRES), DOE-NNSA, and DOE-BES.

So in der Beilage zur neuesten Greenpeace-Zeitschrift (Nr. 3/12). Die 16-seitige Broschüre kommt gerade zum richtigen Moment – steht doch im Herbst die Vernehmlassung zum neuen Energiegesetz an, das in den letzten Wochen bereits bruchstückhaft öffentlich wurde. Dabei geniesst die voraussichtliche Vorlage selbst seitens der Umweltorganisationen gewissen Zuspruch, Alt-Nationalrat und Energiespezialist Rudolf Rechsteiner (siehe dessen Buch “100 Prozent erneuerbar”) ortete darin etwa einen wirkungsvollen ersten Schritt.

Doch müsse der Bund wesentlich weiter gehen, vor allem auch in Bezug auf die Photovoltaik (PV), also auf die Förderung der solaren Stromerzeugung. Die behandelt der Bund weiterhin äusserst stiefmütterlich, obwohl ihre Kostenentwicklung und Potentialanalyse unterdessen schon fast jedem klar gemacht haben: Der PV gehört die Zukunft, auch hierzulande.

Wie das im Einzelnen aussehen kann, zeigt nun die erwähnte Broschüre von Greenpeace. Zusammen mit dem WWF, dem VCS und Pro Natura – aber nicht mehr explizit mit der Schweizerischen Energiestiftung (SES), die noch im letzten Jahr gemeinsam mit der Umweltallianz auftrat – sieht Greenpeace zuallererst den Ausstieg aus der Atomenergie.

Denn die Schweiz könne sich auch ohne AKW sicher, wirtschaftlich und umweltfreundlich mit Strom versorgen. Das könne in einer kürzeren Frist bis 2025 oder in einer längeren bis 2035 geschehen, wobei in erstem Falle für eine Übergangszeit auf Stromimporte aus erneuerbaren Quellen zurückzugreifen wäre. So oder so, bereits in rund einem Dutzend Jahren kann die Solarstromproduktion rund einen Fünftel des danzumaligen Verbrauchs decken.

Einen Gutteil soll auch die Biomasse ausmachen, die auf etwa elf Prozent Anteil kommen kann. Und wichtig wird (natürlich) auch der vermiedene Stromkonsum, also die durch Effizienzmassnahmen eingesparte Energie, die Greenpeace auf rund 14 Terrawattstunden (TWh) beziffert. Womit der Gesamtverbrauch eben nicht höher ausfiele als heute (58 TWh).

Woher aber die eingesparte Energie, die der Produktion von sechs AKW der Grösse von Mühleberg entspricht? Stromfressende Elektroheizungen und –boiler, ineffiziente Industriemotoren, Glühbirnen, Standby-Geräte und viele mehr könnten Stromsparbeiträge leisten – ohne dass letztlich eine Komforteinbusse zu gewärtigen wäre.

Das Potential der Solarenergie dabei nicht nur wegen der Grösse des Beitrags zur künftigen Stromproduktion bedeutend, sondern auch, weil sie ohne die vielerorts befürchtete Verschandelung der Landschaft auskommt.

“Ob Dächer, überdeckte Parkplätze, Strassen- und Lawinenverbauungen – in der Schweiz stehen genügend Flächen für den Zubau zur Verfügung.” Und auch wenn die Sonne nachts nicht scheint: Die bereits bestehende Energieinfrastruktur bietet gute Voraussetzungen für eine Nutzung rund um die Uhr, denn gemäss Greenpeace “reicht die gesamte Kapazität der Schweizer Speicherseen rechnerisch für die Überbrückung von bis zu 85 sonnenlosen Tagen”.

Interessant die Kostenangaben: War vor einem Jahr bei der ersten Präsentation dieses Szenarios noch von fünf Franken pro Jahr und Haushalt die Rede, so nennt die neue Broschüre nun 35 Franken oder total 272 Millionen jährlich. Gibt aber gleichzeitig zu bedenken, dass es auch ohne Atom- und Energiewende teurer werde.

Die Netze müssten eh erneuert werden und die fossilen wie nuklearen Energieträger werden sicherlich bedeutend teurer in der Zukunft. So dass sich der Umstieg auf eine zu 100 Prozent erneuerbare Energieversorgung auch wirtschaftlich auszahlen wird.

Dass das nicht automatisch vonstatten gehen wird, verschweigt Greenpeace nicht. Erstens braucht es ein Massnahmenbündel, zu dem unter anderem vor allem die Aufhebung der beschränkten Förderung von Erneuerbaren (Deckel) gehört, ebenso wie eine Lenkungsabgabe, schnelle Bewilligungsverfahren – und den Beitrag von jedem Einzelnen im Rahmen von Verhaltensänderungenb.