Brennendes Eis‘ -...

'Brennendes Eis‘Gashydrate und

was dahinter steckt:Grundlagen, Probleme,

Visionen und Gefahren

Roland BoeseInstitut für

Anorganische Chemie der Universität Duisburg-Essen

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Nur durch seine Besonderheit ist Wasser die Quelle allen Lebens auf der Erde

Wasser ist ein besonderer Stoff

Publikationen zum Thema 'Struktur von Wasser'

Zahl der

Publikation

en

1995 2005Jahre 1995-2007 2007

Wasser ist ein besonderer Stoff

H2O

Wasser ist ein besonderer Stoff

H2O

Unter bestimmten Bedingungen wird ein Wasserstoffatom durch ziemlich starke Kräfte von zwei anstatt von nur

einem Atom angezogen, so dass es als Brücke zwischen den beiden Atomen angesehen werden kann.

Die Wasserstoffbrücke

D—H……..ABesonderheiten der Nomenklatur:

H akzeptiert Elektronen

A ist ein Wasserstoff-brückenakzeptor

D-H ist ein Wasserstoff-brückendonor

A ist ein Elektronendonor

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Eis

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Eis

Anomalie des Wassers: bei 0 °C ist Eis leichter als Wasser

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Eis WasserKleinste räumliche Anordnung – der Würfel (Cluster)

O

O

O

OOO

O

O

O

O O

8 Ecken – 12 Kanten

je Ecke ein Sauerstoff – je Kante ein Wasserstoff

4 Wasserstoffatome stehen ausserhalb

O

OO

O

O

O

O

O

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Energie2H2O H3O

+ + OH–

Wasser in der Wasserstoffbrücke:

Energie2H2O H3O

+ + OH–

Polyeder größer als Würfel:

Ein platonischer Körperdas Dodekaeder:

Ein platonischer Körperdas Dodekaeder:

Ein platonischer Körperdas Dodekaeder:

Ein nicht-platonischer Körper:das Tetrakaidekaeder

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Ein nicht-platonischer Körper:das Tetrakaidekaeder

Ein nicht-platonischer Körper:das Hexakaidekaeder

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Ein nicht-platonischer Körper:das Hexakaidekaeder

Gashydrat I

Tetrakaidekaeder

Dodekaeder

Gashydrat I

Gashydrate bilden sich

Copyright

WDR Köln

Gashydrate

• Methan + Wasser• Temperatur unter 8 °C • Druck über 20 bar

M.T. Kirchner, R. Boese, W.E. Billups, L. Norman,

J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9407-9412.

Gashydrate

• ökonomische Bedeutung• ökologische Bedeutung • wissenschaftliche Bedeutung

M.T. Kirchner, R. Boese, W.E. Billups, L. Norman,

J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9407-9412.

Gashydrate auf der Erde

und im Meer

und im Meer

Gashydrate Vorkommen

Es gibt mehr als doppelt so viel Erdgas in Form von Gas-hydraten als dem Äquivalent aller fossilen Brennstoffe auf der Erde bekannt sind !

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Vorkommen

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Gashydrate im Meer

Gashydrate im Meer

Gashydrate im Meer

Gashydrate lösen sich auf

Copyright

WDR Köln

Gefahren und Zusammenhänge

Stabilität von Methanhydraten

Methanhydrate in Sedimenten

Abpumpen von Methan am Meeresboden (Fraunhofer-Gesellschaft)

Abbau von Methanhydraten

Stabilität von Methan und Kohlendioxid

Angew. Chem. 2003, 115, 5202

Ablagern von fl. CO2

Eine Vision:Kraftwerk am Meeresboden ohne

CO2-Ausstoß in Atmosphäre

CH4 · 5.75 H2O / CO2 · 7.75 H2O

Luft (O2)

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Turbinen

Gashydrate

Kohlendioxid

CO2-Hydrate

Meeresspiegel

Meeresboden

Sedimente

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Hesiocaeca methanicola

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Hesiocaeca methanicola

Gashydrate auf der Erde und im Meer

Frank Schätzing:

Der Schwarm

Roman

Kiepenheuer & Witsch, 2004

Literaturhinweise:

Suess, E., G. Bohrmann, J. Greinert, E.Lausch (1999):

Brennendes Eis - Methanhydrat am Meeresgrund. Spektrum der Wissenschaft 6, 62-73.

Allgemeine Informationen zum Thema Gashydrate:

(empfehlenswert!)

http://www.gashydrate.de und http://www.ifm-geomar.de

Karte der weltweiten Verbreitung von natürlichen Gashydrat-

vorkommen unter:

http://walrus.wr.usgs.gov/globalhydrate.