Chemie Camp vom 26.-30.03.2018

Fossile Brennstoffe und alternative Energiequellen

Dozentin: Dr. Birgit Drabent

In Zeiten knapper werdender fossiler Brennstoffe und zunehmender Umweltbelastung durch Verbrennungsprodukte gewinnen regenerative und alternative Energiequellen eine immer größere Bedeutung.
Das XLAB bietet interessierten Schülern der Oberstufe in einem 5tägigen Experimentalkurs Einblicke in die Problematik der fossilen Brennstoffe. Aufbauend darauf werden Vor- und Nachteile der Verwendung alternativer Energiequellen und nachwachsender Rohstoffe erarbeitet.
Ein Eigenbeitrag von 80 Euro sowie das Mittagessen in der Mensa und die An- und Abreise ist selbst zu zahlen.

Weitere Informationen in unserem Leitet den Download einFlyer oder wenden Sie sich telefonisch an:

Dr. Birgit Drabent
b.drabent [at] xlab-goettingen.de
Tel.: 0551 3913612

Öffnet internen Link im gleichen FensterDas ONLINE Bewerbungsformular finden Sie hier.

Die Teilnehmerzahl ist auf 10 begrenzt und die Teilnehmer müssen mindestens 16 Jahre alt sein.


Beschreibung der Kursinhalte

Aufarbeitung von Erdöl
Welche Prozesse durchläuft Erdöl bevor es als Benzin aus der Zapfsäule fließt? Mit Hilfe eines Modellversuches zur fraktionierten Destillation von Erdöl und dem “Cracken“ eines Erdöldestillats vollziehen die Schüler zwei Aspekte der Raffination von Rohöl nach. Untersuchungen zur Brennbarkeit und die Gaschromatographie geben Auskunft über den Erfolg der „Erdöl“-Veredelung.

Abgasanalyse
Warum kann das Verbrennen kohlenstoffhaltiger Verbindungen ein Problem sein? Welche Endprodukte – besser bekannt als ‚Abgase‘ – entstehen dabei? Gibt es einen Unterschied zwischen fossilen und nachwachsenden Rohstoffen? Diesen Fragen gehen die TN mit Hilfe einer differenzierten chemischen Analyse nach.

Treibhauseffekt
Der Mensch hat durch den Einsatz fossiler Brennstoffe bereits seit Beginn der Industrialisierung viel zusätzliches CO2 in die Atmosphäre gebracht. Zusammen mit anderen Treibhausgasen hat es bereits eine deutliche Erwärmung der Erdatmosphäre bewirkt. 

Experimente zu folgenden Fragen werden durchgeführt:
Wie führen CO2 und andere Treibhausgase zur Erderwärmung? Warum absorbieren Treibhausgase Wärmestrahlung? Was ist die „Strahlungsbilanz“ der Erde und was hat die Temperatur damit zu tun? Welche Funktion hat dabei die Atmosphäre? Was ist mit dem „natürlichen Treibhauseffekt“ gemeint? Was können wir gegen die Erderwärmung tun?

Alternative Energiequellen/Energiespeicherung
Aus ökologischer Sicht ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe problematisch, aus chemischer Sicht ist sie viel zu schade. Eine Energiegewinnung aus alternativen Quellen entscheidet daher über unsere Zukunft. Als Beispiel für die Erzeugung eines Brennstoffes aus nachwachsenden Rohstoffen wird Biodiesel aus Rapsöl hergestellt. Die Gewinnung von Wasserstoff mit Solarenergie und dessen Nutzung in Brennstoffzellen verdeutlicht die Speicherung nach alternativer Energiegewinnung.

Eine selbstgebaute Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle (Grätzelzelle) gibt Einblicke in die moderne Photovoltaik. Experimente mit einer Katalysezelle runden die Untersuchungen zur Photovoltaik ab. Durch Wechsel der Elektroden und Lichteinstrahlung verwandelt sich die Elektrokatalysezelle in eine Photokatalysezelle, in der Wasserstoff durch direkte Lichteinstrahlung gewonnen werden kann.

Synthese von Kunstoffen
Die Natur macht es vor: Kohlenstoffhaltige, relativ kleine Moleküle (Monomere) sind die Grundbausteine zur Synthese makromolekularer Polymere, wie zum Beispiel von Proteinen. Wenn die Chemie bei der Synthese moderner Kunststoffe dieses Prinzip übernimmt, kommen die meisten der dabei verwendeten Grundbausteine aus dem Erdöl. Die TN lernen sowohl Kunststoff-Synthesen auf Grundlage der aus Erdöl stammenden Monomere als auch Synthesen kennen, deren Grundbausteine aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden können.

Vor und Nachteile der verschiedenen Energiequellen werden mit den Schülern diskutiert.

Unter Mitwirkung des SFB 1073 "Energiekonversion" an der Universität Göttingen