Chemieunterricht: Die Ethanol-Brennstoffzelle

Seit über zwei Jahren beschäftige ich mich sowohl privat als auf beruflich mit alternativen Energieformen[1]. Windräder, Solarzellen und einzelne Wasserräder habe ich mal mehr und mal weniger erfolgreich als Stromlieferanten ausprobiert und ausprobieren lassen.

Seit circa einem halben Jahr liegt mein Schwerpunkt bei Brennstoffzellen genauer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen. Mein Aufbau kann gut ein kleines Radio betreiben oder MP3-Player/Handys via USB laden. Der Nachteil ist der Preis – eine \huge \mathbf{H_{2}/O_{2}}-Brennstoffzelle ist durch die verwendete Membran und den Katalysator recht teuer. Zusätzlich benötigt man immer noch Wasserstoff in größeren Mengen. Den Wasserstoff erzeuge ich selbst mit einem Solarpanel(10W/12V) aus Regenwasser mit etwas (auch etwas mehr) Backpulver oder gerne auch Natriumsulfat.
Ist das ganze effektiv: Für mich nicht, die Anschaffungskosten versorgen meinen Haushalt fast ein Jahr mit Strom von einem örtlichen Stromanbieter.
Einen zweiten Nachteil sehe ich in der eigentlichen Brennstoffzellen: sie bleibt im Hintergrund. Die große Solarzelle und der Stecker für die Geräte erkennt jeder, der Plastiktopf dazwischen wirkt unnötig. Jeder weiß, dass man mit Solarzellen Strom „machen kann. Also kann man die Brennstoffzelle auch gleich weglassen. Erst im Gespräch wird der Sinn klar. Schnell tauchen Fragen auf, wie gefährlich der Aufbau ist, wenn ich soviel Wasserstoff habe. Viele „wissen“, dass die Hindenburg dem bösen Wasserstoff zum Opfer gefallen ist[2].

Grundlagen

Reaktionen
\huge \mathbf{Anode: H_{3}C-CH_{2}-OH \rightarrow H_{3}C-CHO + 2e^{-} + 2H^{+}}
\huge \mathbf{Kathode: O_{2} + 4e^{-} \rightarrow 2O^{2-}}

ToDo / Diskussion

Entsteht in der Brennstoffzelle Ethanal(Acetaldehyd) oder ist das Aldehyd so leicht zu oxidieren, dass es bis zur Essigsäure durchrauscht? Es wäre einen Versuch wert, eine Probe aus der Zelle zu nehmen und mittels FEHLINGSCHER-Lösung einen positiven Nachweis auf Aldehyde zu bekommen. [http://www.chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/alte_seite_du/material/milch/lactose/fehling.pdf]
Der Nachweis mit Hilfe der Schiffschen Probe bietet sich ebenfalls an.

Links

  1. http://www.gunnarherrmann.de/blog/2011/04/24/brennstoffzelle-strom-selbst-erzeugen/
  2. Hindenburg – Ein Mythos verglüht
  3. http://www.horizonfuelcell.com/store.htm

Weitere Linkliste
http://en.wikipedia.org/wiki/Direct-ethanol_fuel_cell

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