🥒 Warum leuchtet eine Gurke, wenn sie von Strom durchflossen wird?

Eine von elektrischem Strom durchflossene Gurke erzeugt ein orangefarbenes Leuchten. Dieses Phänomen, das seit Jahrzehnten in manchen Naturwissenschaftskursen demonstriert wird, ist nun deutlich besser erklärt. Auf dem Speiseplan der leuchtenden Gurke: elektrische Leitung, Dampf, Funken und winzige Explosionen.

Eine Gurke enthält viel Salzwasser. Das gelöste Salz zerfällt nun in Ionen, also elektrisch geladene Atome oder Atomgruppen. Diese Salzlake ermöglicht den Stromfluss. Das Fruchtfleisch der Gurke verhält sich dann wie ein leitfähiges Medium, jedoch unvollkommen: Es erwärmt sich in der Nähe der Elektroden schnell.

Die bislang verbreitetste Erklärung führte das Licht auf die im Salz enthaltenen Natriumionen zurück. Diese können tatsächlich eine gelb-orange Färbung erzeugen, wenn sie angeregt werden. Aktuelle Beobachtungen zeigen jedoch, dass dieser Mechanismus nicht ausreicht, um das Schauspiel zu erklären. Das Leuchten hängt auch von stärkeren physikalischen Phänomenen ab, die in der Nähe der Elektrode lokalisiert sind.

Ein erster Schritt scheint die Bildung einer Dampfblase zu sein. Die Hitze bringt das in der Gurke enthaltene Wasser lokal zum Kochen. Diese Gasblase unterbricht den Stromfluss teilweise. Funken können dann den kleinen Spalt zwischen der Elektrode und dem feuchten Teil des Gemüses überbrücken, was die Temperatur weiter erhöht.

Parallel dazu zersetzt der Strom einen Teil des Wassers durch Elektrolyse. Diese Reaktion erzeugt unter anderem Wasserstoff und Sauerstoff. Zusammen bilden diese beiden Gase ein entflammbares Gemisch. Die Funken scheinen es anschließend in kleinen Mengen zu entzünden. Das orangefarbene Licht würde demnach von aufeinanderfolgenden Miniexplosionen herrühren, die mit bloßem Auge kaum zu unterscheiden sind.

Die Forscher untersuchten das Phänomen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und einem Wasserstoffsensor. Sie verglichen einen Wechselstrom, wie er normalerweise aus der Steckdose kommt, und einen Gleichstrom. In beiden Fällen entstand Wasserstoff. Dennoch löste nur die Wechselstromversorgung das charakteristische Leuchten aus.

Der Wechselstrom kehrt regelmäßig seine Richtung um. Nach der vorgestellten Hypothese hilft diese Oszillation dabei, die Dampfblase lange genug offen zu halten. Die Funken können sich dann bilden und das Gasgemisch entzünden. Bei einem Gleichstrom würde die Blase leichter zusammenfallen: Wasserstoff entsteht zwar immer noch, jedoch ohne spektakuläres Leuchten.

Das Licht tritt auch nicht überall auf. Wenn die Gurke senkrecht platziert wird, erscheint es in der Regel an ihrem unteren Ende. Dort sammelt sich die Salzlake tendenziell an. Der am meisten durchtränkte Teil leitet den Strom besser und begünstigt die beobachteten Reaktionen.