Treibstoffgewinnung: Pack das Hühnchen in den Tank

Von Reinhard Kargl, Los Angeles

Mehr als fünf Milliarden Hühner werden jedes Jahr allein in der EU geschlachtet, dabei fallen gewaltige Mengen an Federn an. Forscher wollen aus dem Abfallprodukt Treibstoff gewinnen - und sogar eines der größten Probleme des Wasserstoffautos lösen.

Hahn: Forscher wollen aus Federn Treibstoff gewinnen und neue Materialien herstellen Zur Großansicht
Getty Images

Hahn: Forscher wollen aus Federn Treibstoff gewinnen und neue Materialien herstellen

Es klingt, als hätten Alchemisten einen Wunderstoff gebraut: Biodiesel, feste und leichte Werkstoffe, Textilien, Filter und poröse Speichermedien für Gase sollen aus ihm hergestellt werden. Ein Forscher glaubt, mit seiner Hilfe sogar eines der bisher größten Probleme des Wasserstoffautos lösen zu können: Innerhalb eines Jahres will er einen sicheren, effizienten und vor allem finanziell erschwinglichen Wasserstofftank für Kraftfahrzeuge vorstellen.

Der neue Wunderstoff ist: die Hühnerfeder.

Federn verdanken ihre Wasserfestigkeit einer Imprägnierung mit Körperölen. Dazu kommen noch Blut- und Fettspuren von der Schlachtung, wodurch die anfallende Federmasse bis zu elf Prozent ihres Trockengewichtes an verwertbaren Fettsäuren enthalten kann. An der University of Nevada wurde nun ein Verfahren entwickelt, bei dem die tierischen Körperöle durch Erhitzung extrahiert werden. Der nächste Schritt verwandelt sie in umweltfreundlichen Biodiesel, wie Forscher im Juni im Fachblatt "Journal of Agricultural and Food Chemistry" beschrieben haben. Weltweit könne man dadurch mehr als zwei Milliarden Liter Kraftstoff gewinnen - auch wenn das nur ein kleiner erster Schritt wäre: Nach Schätzungen des US-Landwirtschaftsministeriums entspräche diese Menge in etwa 0,2 Prozent des globalen Jahresverbrauches an Dieselöl.

Neues Material mit verblüffenden Eigenschaften

Das Team von Richard Wool am Chemical Engineering Department der University of Delaware will noch mehr mit den Federn anstellen: Die Forscher wollen verwerten, was bei der Ölgewinnung übrig bleibt. Der Chemiker Wool beschäftigt sich seit sechs Jahren mit den Eigenschaften von Vogelfedern. Er sieht in ihnen einen Geniestreich der Natur: Federn sind beständig, robust und leicht, dabei aber flexibel und belastbar. Sie bestehen hauptsächlich aus Wasser unlöslichen Faserproteinen, die unter dem Begriff Keratin zusammengefasst werden.

Mikrokristalline Poren in der Keratinstruktur können große Mengen von Gasen aufnehmen. Vögeln dient die im Gefieder enthaltene Luft als Wärmeisolator, Wasservögeln als eingebauter Schwimmkörper. Das Gewicht der Federn ist in Relation zur aufgenommenen Luftmenge sehr gering.

Auf einem wissenschaftlichen Fachkongress im Juni stellte Wools Team ein neu entwickeltes Verfahren vor, mit dem sich die natürliche Speicherung von Gasen wesentlich verbessern lässt. Im ersten Schritt des von seinem Institut entwickelten Verfahrens werden die Federn in Stickstoff eingeschlossen und auf 215 Grad Celsius erhitzt. Die Keratin-Struktur wird dabei nicht zerstört, aber die Fasern vernetzen sich. Nach einer Abkühlungsphase erfolgt eine zweite Erhitzung auf mehr als 400 Grad. Dabei verdichtet sich die Masse, die Materialfestigkeit steigt. Bei gleichzeitiger Oberflächenvergrößerung erhöht sich die Anzahl der Poren drastisch. Die Publikation in einem wissenschaftlichen Fachblatt steht bevor, Anwälte der University of Delaware prüfen derzeit die Patentierbarkeit des Verfahrens.

Erschwingliche Tanks für Wasserstoffautos

Die Schwierigkeit liegt darin, die genau richtigen Temperaturen und Erhitzungszeiten auszutüfteln. Wenn alle Werte stimmen, kommt am Ende ein karbonisiertes, hochporöses Fasermaterial mit verblüffenden Eigenschaften heraus. Versuche haben gezeigt, dass es ähnlich viel oder mehr Wasserstoffatome absorbieren kann wie Metallhydride oder exotische Kohlenstoff- Nanoröhren. "Die Wasserstoffatome lagern sich in der großen Zahl von Nanoporen ein, die nach der Pyrolyse der Keratinstruktur zurückbleiben," erklärt Wool.

Zwar ist der ökologische Nutzen des Wasserstoffantriebs bisher nicht besonders ausgeprägt, da Wasserstoffgas ohne Verwendung von Atom- oder Kohlestrom nicht in ausreichenden Mengen gewonnen werden kann. Wenn aber Wools Verfahren hält, was es verspricht, könnten Wasserstoffautos zumindest erschwinglich werden. Denn der Tank ist bisher das Hauptproblem. Als komprimiertes Gas würde Wasserstoff 40-mal so viel Platz brauchen wie Benzin. Flüssiger Wasserstoff beansprucht dagegen nur ein Fünftel des Volumens von komprimiertem Gas, muss aber unter extremer Wärmeisolierung auf minus 253 Grad gehalten werden.

Diesen Artikel...
  • Aus Datenschutzgründen wird Ihre IP-Adresse nur dann gespeichert, wenn Sie angemeldeter und eingeloggter Facebook-Nutzer sind. Wenn Sie mehr zum Thema Datenschutz wissen wollen, klicken Sie auf das i.
  • Auf anderen Social Networks teilen

Forum - Neue Ideen zum Energieproblem?
insgesamt 3491 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    
1.
AndyH 20.08.2009
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Neue Ideen sind gefragt. Jetzt wollen Forscher sogar aus Hühnerfedern Energie gewinnen. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
Kohle ist in Unmengen vorhanden. Alleine die deutschen Braunkohlereviere haben so viel Energiegehalt wie Iraks Ölfelder zusammen. Steinkohle gibt es in Osteuropa, Asien, Australien und Amerika en mass, oft als Tagebau. Öl ist nicht verschwunden. Als Öl gegen 150$ hochspekuliert wurde, fand man in kurzen Abständen neue Lagerstätte. Inzwischen nicht mehr weil wieder spottbillig, also nicht lohnt zu suchen. Die Lager sind randvoll, die Tankschiffe dümpeln als Lager auf hohe See. Gas gibt es mehr als Öl, selbst Norwegen fand neue gigantische gasvorkommen. Russland und Mittelasien hat bald 3 Pipelines nach Westeuropa und Katar kaufte sich eine Flotte Flüssiggastanker zusammen. Methan gibt es als Methanhydrate in unglaublichen Mengen an allen Küsten. Ausreichend für Jahrhunderte. Japan und USA basteln schon am industriellen Gewinnung. Uran und Thorium gibt es ebensfalls für Jahrhunderte. Bislang verbrennt man die Reste des kalten Krieges, was die Preise drückt und sogar gut laufende Minen zur Schliessung zwingt. Strompreis ist nahezu unabhängig vom Uranpreis, deshalb sind Kernkraftwerke langfristig preisstabilisierend. Neue Reaktortypen wie EPR und THTR sowie die Versuche mittels Transmutation zeigen, dass auch in 100-300 Jahren noch genug Energie erzeugt werden kann. Dagegen Biomist wie Hühnerfeder in Energieträger zu verarbeiten ist ziemlich aussichtslos. Einerseits ist es aufwändig und teuer, andereseits mikrige Mengen. Die Bioenergie Thema ist auch sehr leise geworden, nach den Hungeraufständen 2008 und auch die Zwangsbeimischungsunfug hat sich auch relativiert. Alle "alternativen" Energien werden Subventioniert, sind damit wirtschaftsschädlich und nur als ideologische Feigenblattt tauglich.
2.
bluaMauritius 20.08.2009
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise...
Seit über 250 Jahren gibt es den Hydraulischen Widder der Gebr. Montgolfiers. Seit 1920 gibt es das UK patent specification für Gaetano Sallusto's Kurzdruck-Wasserkraftwerk mit Kolbenzylindermaschine, daraus ist später auch Gravitations-Resonator entstanden. Es geht darum, dahs eine Kraft (z.B. hydrostatische Kraft) auch wenn nur kurzzeitig präsent, wegen ihres Vektors und ihrer Gröhsse (zB. bedingt durch Steigleitungshöhe und mit Druck beaufschlagte Fläche) dennoch - wie auch andere kurzzeitig wirkenden Kräfte auf anderen Gebieten - eine Bewegung einer berührten Masse bewirkt, wenn diese nachgeben kann (z.B. zum Antrieb eines der Kraft entsprechenden Schwungrades über Kolben, Kolbenstange, Pleuel und Kurbel), -oder ob dies unmöglich sei, weil so ein Kolben (s.o.) nicht 1 cm weit komme. Meinung eines Schamanen, der sofort auf die Linie der Kraftwirkungsleugner eingeschwenkt war (bei SPIEGEL, der neuerdings auch festlegt, was zu erforschen sei und was nicht?? und der eine sachliche] Antwort an alida80 nicht mehr freigab, den Strang einfach abschloss). Man staune: Zitat alida80: --> " Ich bewundere die Geduld, welche viele hier bisher an den Tag gelegt haben. Sie sehen, wozu es geführt hat? Ich hatte einen solchen "Erfinder" in meiner Familie. Interessanterweise hat mich das bewogen, Physik zu studieren. Ein bisschen ist hängen geblieben, denn schon seit meinem Studium sammele ich diese Art von Erfindungen, mache saubere technische Zeichnungen und lesbare Beschreibungen daraus. Irgendwann werde ich auch mal ein Buch darüber schreiben; .... Sie können hier nicht argumentieren, das haben sie alle inzwischen sicher gemerkt. Was sie hier sehen, ist so eine Art Fundamentalismus, der genau einen Lehrsatz kennt: "Wer das Gleiche sagt wie ich ist ein Experte, jeder andere hat mich nicht verstanden (weswegen die Beschreibung der Erfindung ad nauseam wiederholt wird), ist dumm und/oder von meinen Gegnern bezahlt". Mit dieser Art Fundamentalismus kann man nicht diskutieren. Einer von Ihnen hat es mit paradoxer Intervention versucht. Das soll manchmal bei Fundamentalisten klappen, aber hier beißen sie auf Granit. In der Tat finden sich bei diesen Erfindern immer wieder die gleichen Denkfehler: Kraft wird mit Arbeit verwechselt, es existiert ein allenfalls schwurbeliger Energiebegriff, Maßeinheiten und Begriffsdefinitionen werden durcheinander geworfen. Kurz gesagt: die physikalischen Begrifflichkeiten werden nicht verstanden. Einige Beispiele haben sie hier schon gesehen (...) " Zitat Ende.
3.
Roller 20.08.2009
Zitat von sysop.. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
Unser großes Problem ist das 50 Hz Hochspannungsnetz. Elektrizität ist nicht für große Energietransporte geeignet. Dafür ist das hier zigmal besser geeignet:http://www.subbrit.org.uk/sb-sites/sites/h/hydraulic_power_in_london/ Das hat früher in London funktioniert und würde auch heute noch sehr gut in Deutschland funktionieren, zumal der dafür erforderliche Druck kostenlos vorhanden ist. Fuer grosse Leistungen ist es nach wie vor viel! besser, die Energie mit Rohrleitungen als mit elektrischen Kabeln zu uebetragen. Das kommt daher,weil bei einer Rohrleitung das Verhaeltnis von Reibungsflaeche zur uebertragenen Leistung immer kleiner wird mit steigendem Rohrdurchmesser. Bei einem Elektrokabel bleibt dieses Verhaeltnis fast bei jedem Kabeldurchmesser konstant. Es ist daher viel besser kleine Leistungen elektrisch zu uebertragen und grosse Leistungen hydraulisch. Nehmen wir einmal an, wir haetten zwei gleichlange Kabel, eines mit dem halben Durchmesser des anderen und schalten diese in Reihe . Legen wir jetzt eine spannung an, stellt sich ein Spannungsteiler von 1:4 ein, da das duennere Kabel den vierfachen Widerstand hat. Es entstehen in diesem Falle ca. 20% Verluste. Uebertragen wir diesen Fall auf eine Rohrleitung, dann stellt sich jedoch ein Druckteiler von 1:40 ein, da ein Rohr mit doppeltem Durchmesser vierzigmal besser leitet. Es entstehen dann nur noch ca 2,5% Verluste. Das zeigt, dass bei groesseren Durchmessern ein Rohrleitungsnetz mindestens 10 mal stabiler als ein Kabelnetz ist. Bei kleineren Durchmessern ist jedoch das Kabel dem Rohr schnell um ein vielfaches ueberlegen. Der Leitwert des Rohres aendert sich mit d^5,33 und der Leitwert des Kabels aendert sich mit d^2/4 . Hieraus kann man ersehen, dass bei d=1 ist das Rohr jedoch dem Elektrokabel sehr schnell um ein Vielfaches ueberlegen. Wuerde man jetzt bundes -oder europaweit statt des Hochspannungsnetzes ein Hochdruckwassernetz aufbauen, haette man folgende Vorteile.: -ein fast betriebskostenloser Betrieb, ohne CO2 Erzeugung, da der Betriebsdruck in hochgelegenen Staudaemmen kostenlos zur Verfuegung steht. -Vervielfachung des bisherigen Ertrages aus Wasserkraft durch den Hoehengewinn des Drucknetzes. -hydraulische Windräder können Windenergie mit hohem Wirkungsgrad, mit minimalem Aufwand an jeder Stelle in das Drucknetz einspeisen und damit Windenergie grundlastfähig machen. - Da die Energie nicht mehr mit 50 Hz Takt in das Netz eingespeist werden muss, kann der Ertrag aus Windkraft mit hydraulischen Windraedern durch Auslassung des elektrischen Weges mehr als verdoppelt werden. - Hochspannungsleitungen reichen nur bis max. ca. 500km, Rohrleitungen haben jedoch kein Leistungs- und kein Enfernungslimit. - die Verluste im Rohrnetz gehen gegen Null im Vergleich zum Elektrokabel. -keine Verschandelung der Landschaft mit Hochspannungsmasten -dezentrale Energieversorgung zerstört die Monopolstellung der EVU. -das Trinkwasserproblem wird nebenbei gelöst. Obwohl hier durchweg alle die technische Diskussion ablehnen, ("Da wär schon längst jemand drauf gekommen", "Wie oft soll man es denn noch widerlegen?" ) hoffe ich doch endlich mal konkret auf technisch- physikalischer Ebene widerlegt zu werden. Gruß Roller
4.
medienquadrat 20.08.2009
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Neue Ideen sind gefragt. Jetzt wollen Forscher sogar aus Hühnerfedern Energie gewinnen. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
kommt mir vor, wie der lungenkranke Kettenraucher, der auf Mentholzigaretten umsteigt und als Krönung seines wiedererweckten Gesundheitswahns auch noch eine Zigarettenspitze benutzt!
5.
Edgar 20.08.2009
Zehn Prozent dessen, was als EE-Subvention zum Fenster hinaus geworfen wird, in die Fusionsforschung stecken, und in der nächsten Generation steht Energie in unbegrenzten Mengen zur Verfügung.
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    
Diskussion geschlossen - lesen Sie die Beiträge! zum Forum...
News verfolgen

HilfeLassen Sie sich mit kostenlosen Diensten auf dem Laufenden halten:

alles aus der Rubrik Wissenschaft
Twitter | RSS
alles aus der Rubrik Technik
RSS
alles zum Thema Alternative Antriebe
RSS

© SPIEGEL ONLINE 2009
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH



  • Drucken Senden
  • Nutzungsrechte Feedback
  • -24-