Ob es Ihnen bewusst ist oder nicht, Druckluft ist in unserem Leben allgegenwärtig, angefangen von den Luftballons auf Ihrer Geburtstagsfeier bis hin zur Luft in unseren Auto- und Fahrradreifen. Druckluft wurde wahrscheinlich auch bei der Herstellung des Smartphones, Tablets oder Computers eingesetzt, auf dem Sie gerade diesen Artikel lesen.

Der Hauptbestandteil von Druckluft ist, das haben Sie möglicherweise bereits erraten, Luft. Luft ist ein Gasgemisch, d. h. sie besteht aus vielen Gasen. Hauptsächlich sind dies Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %). Sie besteht aus verschiedenen Luftmolekülen, die jeweils eine bestimmte Menge kinetischer Energie haben.

Die Temperatur der Luft ist direkt proportional zur mittleren kinetischen Energie dieser Moleküle. Dies bedeutet, dass die Lufttemperatur hoch ist, wenn die mittlere kinetische Energie groß ist (und die Luftmoleküle sich schneller bewegen). Die Temperatur ist niedrig, wenn die kinetische Energie klein ist.

Durch das Verdichten der Luft bewegen sich die Moleküle schneller, wodurch die Temperatur steigt. Dieses Phänomen wird als „Verdichtungswärme“ bezeichnet. Die Verdichtung von Luft bedeutet einfach, dass sie in einen kleineren Raum gezwungen wird, wodurch die Moleküle näher zusammenrücken müssen. Die Energie, die bei diesem Vorgang freigesetzt wird, entspricht der Energie, die erforderlich ist, um die Luft in den kleineren Raum zu zwingen. Mit anderen Worten: Druckluft speichert die Energie zur späteren Verwendung.

Sehen wir uns beispielsweise einen Luftballon an. Durch das Aufblasen eines Luftballons wird Luft in ein kleineres Volumen gezwungen. Die in der Luft im Ballon enthaltene Energie entspricht der Energie, die benötigt wurde, um ihn aufzublasen. Wenn wir den Luftballon öffnen und die Luft austritt, wird diese Energie freigesetzt und sorgt dafür, dass der Luftballon wegfliegt. Dies ist auch das Hauptprinzip eines Verdrängerkompressors.

Druckluft ist ein hervorragendes Mittel zur Speicherung und Übertragung von Energie. Sie ist flexibel, vielseitig und relativ sicher im Vergleich zu anderen Methoden der Energiespeicherung, wie Batterien und Dampf. Batterien sind sperrig, und ihre Ladung bleibt nur über eine begrenzte Zeit erhalten. Dampf dagegen ist weder kostengünstig noch benutzerfreundlich (er wird sehr heiß). Vergleicht man jedoch Druckluft mit Strom, dann ist Strom kosteneffizienter. Wenn dies zutrifft, warum verwendet man dann Druckluft?