Über Themen mit T Testbericht

Heute habe ich mal wieder ein neues Referat von mir aus dem Technikunterricht für euch.
Natürlich könnt ihr euch mein Referat für eigene Zwecke ausdrucken
und weiterverwenden, sofern ihr sie nicht in Meinungsforen wie
diesem veröffentlicht.


Referat über alternative Kraftstoffe

Alle reden davon, wir brauchen unbedingt neue Antriebsstoffe. Aber nun stellt sich doch die Frage, "warum" brauchen wir die.

Unser heutiger Treibstoff ist zum größten Teil Benzin und Diesel. Diese beiden Kraftstoffe werden aus Erdöl gewonnen.
Doch durch den verschwenderischen Drang des Menschen werden schätzungsweise in 50 Jahren alle Erdölvorkommen aufgebraucht sein.
Zusätzlich ist der Antrieb mit Benzin und Diesel, trotz Katalysator, eine schmutzige Angelegenheit.
Viele schädlichen Gase werden von den über 625 Millionen Kraftfahrzeugen, die es zur Zeit auf der Erde gibt, in die Atmosphäre geblasen. In einigen Jahren soll sich diese Zahl noch verdoppeln.
Dazu kommen noch die Flugzeuge, die bei einem Flug über den Atlantik bis zu 50 000 Liter Kerosin, welches auch aus Erdöl gewonnen wird, verbrennen.
Nun gibt es zwei Möglichkeiten:
Erstens, man könnte so weiter machen wie bisher und in 50 Jahren ein Problem bekommen, wenn es bis dahin nicht schon wegen der verdreckten Atmosphäre eine Klimakatastrophe gegeben hat.
Zweitens könnte man neue sauberere Kraftstoffe entwickeln, die aus erneuerbaren Ressourcen bestehen und nicht in den nächsten Jahren zu Neige gehen.

Nun haben Wissenschaftler ein paar neue Treibstoffarten entwickelt, auf die später noch näher eingegangen wird.

Es gibt:

- Biodiesel (aus Rapsöl)
- Erdgas
- Wasserstoff

Nun fragen sich viele, warum fahren wir denn dann immer noch mit den luftverpestenden Benzinschluckern herum? Wo es doch schon Wasserstoff-, Erdgas- und Biodieselautos gibt.
Natürlich gibt es schon viele dieser Automobile, doch diese sind meist alle nur Prototypen. Um alles perfekt umzustellen, müsste man sich auf eine Kraftstoffart einigen. Danach müssten alle Tankstellen angepasst werden.
Die neuen Autos serienmäßig für den neuen Treibstoff angefertigt werden und die Alten müssten alle teuer umgerüstet werden, was sich in vielen Fällen nicht lohnen würde.
Also schiebt man das Problem beiseite und tut so als wenn es gar kein Problem geben würde.

Der Biodieselantrieb:

Wenn man auf Biodiesel umsteigen würde, hätte man die geringsten Komplikationen mit der Umstellung. Die Dieselmotoren müsste man nur geringfügig umbauen. Von Biodiesel, das ja eigentlich "Rapsölmethylester" kurz RME heißt, werden jährlich in Deutschland etwa 30.000 Liter getankt.
Das sind 1,2 % des gesamten Dieselverbrauchs. In Deutschland gibt es zur Zeit über 1.000 Biodieseltankstellen.
Biodiesel wird außerdem immer mehr in den Nutzfahrzeugen von Forst- und Landwirtschaftsbau genutzt.
Bei der Verbrennung des Kraftstoffes entstehen zwar schädliche CO2-Gase, diese werden aber durch die Fotosynthese der Rapspflanze, die zur Herstellung des Treibstoffes benötigt wird, wieder fast vollständig in Sauerstoff umgewandelt.
Eigentlich wäre die Möglichkeit Biodiesel, bzw. Rapsölmethylester, zu tanken und als Treibstoff für Fahrzeuge zu verwenden die beste Lösung gegenüber dem Erdgas und dem Wasserstoff. Sie ist umweltfreundlich, effektiv, nicht sehr aufwendig und dadurch auch billig. Aber einen Haken hat die Sache.
Um allein alle Dieselfahrzeuge in Deutschland mit Biodiesel zu betreiben, müsste man eine Rapsanbaufläche von rund 120.000 Quadratkilometern betreiben. Das ist etwa die Fläche von Bayern, Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz zusammen.

Der Erdgasantrieb:

Die zweite Möglichkeit für einen alternativen Kraftstoff bietet das Erdgas. Dieses kann man genau wie Benzin in einem Ottomotor verbrennen. Da Dieselmotoren keine Fremdzündung besitzen, können diese nur nach einem größeren Umbau mit Erdgas laufen.

In vielen Ländern wie USA, Argentinien, Italien und Russland gibt es schon große Fahrzeugflotten, die allein mit Erdgas betrieben werden. Doch da man mit Erdgas eine ca. 10 % geringere Leistung erzielt, haben viele Erdgasfahrzeuge einen Hybridantrieb.
Sie laufen wahlweise mit Benzin oder Erdgas. Bei Einsätzen, bei denen man mehr Leistung benötigt, wie z.B. bei einer Bergfahrt, schaltet man einfach auf Benzin um.

Das Erdgas ist genauso wie das Erdöl ein nicht wieder erneuerbarer Stoff. Aber es wird schätzungsweise 20 Jahre länger reichen als das Erdöl. Erdgas besteht zu etwa 85 bis 98 Prozent aus Methan und höheren Kohlenwasserstoffverbindungen wie Äthan, Propan und Butan.
Das von Natur aus gasförmige Erdgas bietet mit seinem Atomverhältnis Sauerstoff:Erdgas = 4:1 beste Voraussetzungen für eine vollkommene Verbrennung und eine niedrige CO2-Bildung.
Ein Vorteil an einem Erdgasantrieb ist, dass nur sehr wenig schädliche Abgase wie Kohlenstoffdioxid CO2 , Kohlenstoffmonoxid CO, Stickstoffoxide NO2 und Schmutzpartikel bei der Verbrennung freigesetzt werden.
Noch ein Vorteil ist, dass das Erdgas bei gleicher Fahrstrecke 40 % billiger als das Diesel und 50 % billiger als das Benzin ist.
Ein Nachteil an einem Erdgasbetriebenem Fahrzeug ist, dass der Hochdrucktank, der mit bis zu 200 Bar Druck gefüllt wird und für 250 Kilometer reicht, eine große Stauraumverdrängung ist.
Zur Zeit wird auch an einem Verfahren gearbeitet, mit dem man das gasige Erdgas ohne viel Aufwand bei - 162 °C verflüssigt und so transportiert. Danach kann man zur Speicherung von Wasserstoff übergehen, welcher auch bei Tiefsttemperaturen zur Verwendung gebraucht wird.

Der Wasserstoffantrieb:

Alle Verkehrsmittel, die wir heute kennen, lassen sich prinzipiell mit Wasserstoff antreiben. Es gibt dafür zwei Möglichkeiten: Der Wasserstoff wird in ganz normalen Motoren verbrannt und ersetzt das Benzin. Die andere Option ist die Verwendung von Brennstoffzellen, die im Fahrzeug elektrische Energie für einen Elektromotor erzeugen, mit dem dann das Fahrzeug angetrieben wird.

Bei der normalen Verbrennung des Wasserstoffs, muss dieser erst verflüssigt werden. Doch dafür muss man den Wasserstoff erst einmal auf -253 °C abkühlen, wofür man sehr viel Strom benötigt. Wissenschaftler forschen noch an einer Methode, diesen Strom aus erneuerbaren Energien wie Sonnen- und Windenergie, direkt am Fahrzeug zu erzeugen.
Heutige Solarzellen sind dafür aber noch nicht geeignet.

Bei der Einsetzung von Brennstoffzellen gibt es ein anderes Prinzip des Antriebs. Hierbei kann man den Wasserstoff in gasförmigen Zustand benutzen, was sehr viel einfacher ist.
Die Brennstoffzelle besitzt drei übereinander liegende Schichten. Diese bestimmen den einfachen Aufbau. Die erste Schicht ist die Anode, die zweite ein Elektrolyt und die dritte Schicht bildet die Kathode. Der Wasserstoff fließt von der Anode zum Sauerstoff in der Kathode, um sich zu verbinden. Dadurch entsteht im Elektrolyt elektrische Energie.
Da eine einzige Brennstoffzelle nur die Spannung von etwa einem Volt erreicht, schaltet man mehrere hintereinander, um eine höhere Voltzahl zu erhalten.
Mit dem hierbei erzeugten Strom wird dann ein Elektromotor angetrieben, wodurch das Fahrzeug fährt. Aus dem Auspuff kommt nur einfaches Wasser, welches bekanntlich kein Schadstoff ist.
In der Schweiz wurde von dem PSI (Paul Scherer Institut) und Volkswagen ein Brennstoffzellenauto entwickelt. Sie haben in einen VW Bora die Brennstoffzellenmodule, Wasserstofftanks und den Elektromotor eingebaut. Die Entwicklung an dem Fahrzeug läuft schon seit dem Jahr 2000.
Im Sommer 2001 war das Auto fertig und für den Januar 2002 war die Testfahrt zu einem Berggipfel geplant. Diese fand auch statt und das Auto erreichte nach vier Pannen endlich die Spitze.
Ein Problem war die Kälte, wodurch die Wasserleitungen eingefroren waren, ein anderes Mal war der Wasserstofftank lehr. Dies zeigt, dass das Brennstoffzellenauto noch lange nicht perfekt ist. Doch man arbeitet schon daran die Brennstoffzellen noch mehr zu verkleinern und noch mehr aus ihnen rauszuholen.
Den Wissenschaftlern nach soll es aber noch etwa 15 Jahre dauern, bis das Brennstoffzellenfahrzeug fertig für die Serienfertigung ist.

Unter dem Link http://www.8ung.at/philip-lehmann/akpics.html habe ich euch noch ein ein paar Bilder zu dem Referat bereitgestellt.

Ich hoffe es hat euch gefallen. Weitere Fragen von euch beantworte ich gerne.

cu euer proggi