Ich bin in der Q1 am Gymnasium. Wir werden in diesem Jahr eine Facharbeit schreiben. Diese möchte ich in Chemie schreiben. Ein Thema, dass mich interessieren würde wären erneuerbare Ideen. Ist eine andere Möglichkeit von Energieegewinnung möglich als die von Solar- oder Windenergie? Da hatte ich die Idee, da die MItochondrien ja durch die ATP-Synthese Energie gewinnen, ob das nicht auch im größerem Sinne möglich zur Stromerzeugung wäre. In der Theorie wäre dies ja möglich, aber klappt das auch in der Praktik? Wenn dies möglich wäre, würde es nicht schon längst realisiert worden sein?
Ich würde gerne mehr über dieses Thema erfahren, doch finde ich Web so gut wie nichts brauchbares.
Auch habe ich von Wasserstoffkraftwerken gehört und weiß, dass diese viel Energie produzieren. Wieso werden diese dann nicht als erneuerbare Energieliferanten genutzt und wenn sie genutzt werden, wie geschieht das denn?
Ich bitte die Frage an einen Sachverständigen aus dem Berreich Technik/Ingemieurwesen zu richten.
Hallo Master of Desaster!
Vielen Dank für die interessante Anfrage! Nachfolgend meine dreiteilige Antwort:
Teil A: ATP/ADP
Adenosintriphosphat ist ein Nukleotid mit einer Triphosphat-Seitenkette. Durch Enzyme kann eine Phospatgruppe abgespalten werden. Es entsteht dann Adenosindiphosphat. Es handelt sich dabei um eine katalysieret exotherme Reaktion:
ATP (+ Enzym) --> ADP – Energie
Bei der Reaktion werden unter Standardbedingungen ca. 32 kJ/mol freigesetzt.
Wenn Sie diese Reaktion beispielsweise mit der ebenfalls expthermen Oxidation von Propan vergleichen:
C3H6 + 5 O2 --> 3 CO2 + 4 H2O - 2022 kJ/mol
dann stellen Sie fest, dass die Verbrennung von Propan etwa 63mal mehr Energie liefert als die Spaltung von ATP (jeweils bezogen auf 1 mol).
Darum wird Propan als Energieträger in Gaskraftwerken genutzt. Die Energiegewinnung mit ATP/ADP wird technisch bisher noch nicht genutzt. Eventuell gibt es dazu Forschungsprojekte – sie sind mir jedoch nicht bekannt. Ich kann mir auch nicht vorstellen, dass es solche Projekte gibt, die Oxidation von Alkanen liefert einfach bedeutend mehr Energie!
Teil B: Wasserstoffkraftwerke
Weltweit gibt es bisher (Sep. 2013) nur ein Wasserstoffkraftwerk, nämlich in Fusina bei Venedig. Es wurde 2009 vom italienischen Energiekonzern Enel in Betrieb genommen.
Ich würde Ihnen das Thema „Wasserstoffkraftwerk“ nicht empfehlen, da es kein chemisches , sondern eher ein technologisches Thema ist und Sie wahrscheinlich Schwierigkeiten bekommen werden, Literatur zu finden und diese auch zu verstehen – Ihre Chemielehrkraft wird vermutlich ähnlich Probleme haben (ich hätte sie!).
Teil C: Vorschlag Facharbeitsthemen
Sie interessieren sich für erneuerbare Energie und die Wasserstofftechnologie. Ich bin auch der Meinung, dass Wasserstoff der Energieträger der Zukunft ist. Es gibt bereits einige Anwendungen, z.B. die Brennstoffzelle, wasserstoff-betriebene PKW (Versuchsfahrzeug von BMW) oder eben das Wasserstoffkraftwerk der ENEL.
Wenn Sie die Facharbeit in Chemie schreiben wollen, dann wäre es vielleicht auch interessant, sich auf die Wasserstoffgewinnung zu konzentrieren, einige Verfahren zu beschreiben und zu vergleichen. Es gibt schon viele Verfahren zur Wasserstoffherstellung und die Forschung nach besseren Methoden ist noch lange nicht zu Ende. Einige Verfahren sind:
> Dampfreformierung (Methan wird mit Wasser umgesetzt)
> partielle Oxidation (Methan wird unvollständig verbrannt)
> Dehydrierung (Herstellung von Ethen aus Ethan)
> Elektrolyse von Wasser
> Kvärner-Verfahren (Plasmabrenner zersetzt Kohlenwasserstoffe)
> Wasserstoffgewinnung mit Grünalgen (biotechnologisches Verfahren)
>Zersetzung von Bioalkohol
Ich wünsche Ihnen bei der Themenwahl Ihrer Facharbeit viel Glück und dann gutes Gelingen!
Ihr Crawitter
Leider kann ich aktuell nicht weiterhelfen - sorry.
Hallo Master of Disaster & alle anderen Leser,
auch wenn die Frage für den Ersteller nicht mehr aktuell ist, möchte ich trotzdem eine Antwort auf die Frage abgeben.
Ich befinde mich ebenfalls in der Q1 eines Gymnasiums und interessiere mich ebenfalls für die Energiegewinnung, auf Biologischer, Chemischer und Physischer Ebene.
Durch einen Denkanstoff im Physikunterricht, in dem wir das Prinzip der „Leidener Flasche“ kennengelernt haben, kam ich auf die Idee, die Energieerzeugung, wie sie Tiere in der Natur praktizieren auf die Technik umzuwandeln/ „zu imitieren“. Mir vielen zuerst Beispiele, wie der Zitteraal ein, als Organismen, die Energie erzeugen können. Da die umgewandelten Zellen jedoch wie kleine Kondensatoren wirken, eignet sich das Prinzip des Zitteraals/ rochens nur bedingt. Auf meinen Recherchen traf ich dann auf Bakterien, wie die Shewanella Oneidensis. Ein Bakterium, das angeblich Uran VI, Chrom, Jod und andere Stoffe reduzieren kann. Meine Theorie: Dadurch könnte sich Energie erzeugen lassen. Ein weiterer Effekt des Shewanella Bakteriums ist, dass es verseuchte Ökosysteme entgiften kann. Durch die exponentielle Vermehrung dieser Bakterien kann somit eine größere Kapazität erlangt werden, als wir uns vermutlich vorstellen können. Shewanella bewirkt unteranderem: 2Fe(III) + H2O -> HCO3 + 2Fe(III) + 2H+
Ich finde die Idee der Energiegewinnung durch Bakterien eine alternativ richtige Lösung, wenn die Ressourcenknappheit uns dazu zwingt, auf diese Methode auszuweichen.
Mit freundlichsten Grüßen, Gesellschaftskritiker