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Slide 1 / Anja Mahlke & Röbbe Wünschiers / Köln / rw @ biowasserstoff.de
MNU-Kongress Berlin, 26. Aug. 05
Biologische Wasserstoff-
gewinnung mit Grünalgen
Anja Mahlke & Röbbe Wünschiers
Köln
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Überblick
Warum ist das Thema Bio-H2 wichtig?
Warum eignet sich das Thema für die Oberstufe?
Worum geht es genau?
Einsatzmöglichkeiten in der Schule
Erfahrungsberichte
Ausblick
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Fossile Energie Reserven
Rohmaterial Verknappung
Öl43 J.
Gas66 J.
Kohle235 J.
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Raumfahrt
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H2-getriebene Fahrzeuge
1967 - GM - 2 Personen - 200 km - 105 km/h1970 - Austin - 4 Personen - 300 km - 80 km/h
BMW, Daihatsu, Daimler/Chrysler, Fiat, Ford, General Motors, Honda, Hyundai, Lada, MAN ,Mitsubishi, Opel, Peugeot, Scania, Toyota, Volkswagen
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Aktuelle Rekorde
Geschwindigkeit
BMW
302.4km/h
6sec -> 100
Verbrauch
Ballard & Co
3000km – 3.3 kg H2
entspricht 0.4L/100kmBenzinäquivalent
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Hindenburg, LZ 129
Hindenburg in Lakehurst, New Jersey, am 6. May 1937
Eisenoxid, Aluminium
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Sicherheit
Courtesy: BMW
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Stadtgas
Die letzte Gaslaterne Osnabrücks stand am Vitihof und wurde am 28. November 1969 gelöscht und abgebaut.
In Köln gibt es seit 1972 kein Stadtgas mehr.
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H2 als Energieträger
H2
Biogasifizierung
Photo-H2
Elektrolyse
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Hans Gaffron (1902-1979)
H2
Wasser
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Bio-H2 in der Schule
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Warum für Schüler?
Zukunftsorientierung
Nachhaltigkeit
StudierfähigkeitKontakt zu Universitäten
fächerübergreifender Unterricht
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Jules Vernes (1828-1905)
"Ich glaube, dass Wasser eines Tages als Brennstoff verwendet werden wird, dass Wasserstoff und Sauerstoff, aus welchen es besteht, entweder zusammen oder getrennt verwendet, eine unerschöpfliche Quelle für Wärme und Licht sein werden, und zwar von einer weit größeren Stärke, als Kohle es vermag... Das Wasser ist die Kohle der Zukunft”
1870, Die geheimnisvolle Insel
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Aktuelle Nachrichten
Nachhaltige Energie:
Der Wasserstoff kommt…
“Seit bald zwei Jahren hat sich das Konzept der Wasserstoffwirtschaft zu einer wichtigen Grundlage entwickelt, auf der die Europäische Union ihre gesamte nachhaltige Energiepolitik der nächsten Jahrzehnte aufbaut.”
Quelle: Magazin über europäische Forschung Nr.42, Aug. 2004
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Aktuelle Nachrichten
EU startet ins Wasserstoffzeitalter
“Wasserstoff ist ein Energieträger der Zukunft. Um Europa den Umstieg von Öl auf H2 zu erleichtern, will die EU in den nächsten zehn Jahren Milliarden Euro in die Forschung investieren.”
Quelle: Fraunhofer Magazin 2/2005 (S.43)
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Nachhaltigkeit
“Our biggest challenge in this new century is to take an idea that seems abstract – sustainable development – and turn it into a reality for all the world's people.”
Kofi A. Annan, 2001
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Biowasserstoff in der Schule
Biowasserstoff
Biologie Physik Chemie Geschichte Andere...
StoffwechselRedoxreaktion
EvolutionÖkologie
EigenschaftenEigenschaften
ReaktivitätHaber-Bosch
HindenburgLakehurst
ErdkundeSozialwiss.
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Worum geht es genau?
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Fotosynthese
P680 P700
P700*P680*
hv hvCyt b6/f
ATPFd
ATPase
PC
PQ
H2O ½ O2 + 2 H+
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Biofotolyse
P680 P700
P700*P680*
hv hvCyt b6/f
ATPFd
ATPase
PC
PQ
H2O ½ O2 + 2 H+
H2ase
H2 2 H+ H2O2
2 e-
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Stickstofffixierung
P680 P700
P700*P680*
hv hvCyt b6/f
ATPFd
ATPase
PC
PQ
H2O ½ O2 + 2 H+
N2ase
H2 + NH3 N2
H2ase
2 H+ + 2 e-
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Biophysik & Biochemie
MetallenzymeFe-Hydrogenasen
Grünalgen
NiFe-HydrogenasenCyanobakterien
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Anaerob-Zelt
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Einsatzmöglichkeiten in der Schule
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Im Biologieunterricht
Vorkenntnisse in Fotosynthese
Bioreaktor vorstelleninduktiv die Funktionsweise erarbeiten
Ökologische Aspekte
Aktuelle Forschung
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Bioreaktor
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Film
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Brennstoffzelle
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Unterricht Biologie, Nr. 273
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O2-Empfindlichkeit
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O2-Empfindlichkeit
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Ökologische Bedeutung
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Probleme & Lösungen
Algen Wachstum – Material – Chemikalien
geringe Ausbeute
Lösung: Spritze; Dithionit; AD-Wandler; GC
Vorteil: echte Probleme
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Datenverarbeitung
A / D - C O N V E R T E R
EPOC-PDAFUEL CELL
Light Temp. Voltage10010101010101001001110101101110
TXT-FileTime # Volt # °C # µE0:01 # 0.42 # 28 # 15000:02 # 0.45 # 28 # 15010:03 # 0.49 # 28 # 1498
PC-Dataprocessing
H2BIOREACTOR
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MeasureSuite
b a t t e r ys i g n a l
L D R
d i g i t a l
N TC
r e s e tn o i s e
R S 2 3 2
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Forschungs-Bioreaktor
Time [min]
0 20 40 60 80 100 120 140
0
5
10
15
20
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
fuel cell
bioreactor
[ml/h][m
V]
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Probleme & Lösungen
AG Erfahrungen
Uni Adressen
Schuladressen
Erfahrungspool -> Internet?
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Facharbeiten
Patrick Seeleke (Frau Rosen)Gymnasium Anna-Sophianeum, Schoningen
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Facharbeiten
Daniel Le Blanco (Mike Beale)Bedford School, UK
5. Preis, British Youth Science Fair 2002 der Royal Society
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Ausblick
Slide 42 / Anja Mahlke & Röbbe Wünschiers / Köln / rw @ biowasserstoff.de
Technologie
Up-Scaling – Gastrennung – Material
Nährstoffe – Lichtversorgung – Biomasse
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Technologie
Lichtverteiler
Algensuspension
Flusskontrolle
CO2
Luft
Flussrichtung
Akkerman et al (2003) In: Biomethan & BiohydrogenSlide 44 / Anja Mahlke & Röbbe Wünschiers / Köln / rw @ biowasserstoff.de
Melis Energy
Source: www .melisenergy .com
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Architektur
Source: GoodmanSlide 46 / Anja Mahlke & Röbbe Wünschiers / Köln / rw @ biowasserstoff.de
Melis Energy
Source: www .melisenergy .com
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Dank & Kontakt
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