Ziel dieser Arbeit soll es zunächst sein, Glucose als potenziellen Energieträger zu charakterisieren und elektrochemisch zu untersuchen. Anschließend soll eine Redox-flow-Zelle aufgebaut werden, in der die Energie nutzbar gemacht werden kann. Durch die anschließende Charakterisierung der Zelle wird die prinzipielle Realisierbarkeit einer Glucose-Zelle aufgezeigt.
Die Suche nach nachhaltigen und erneuerbaren Energieträgern wird eines der spannendsten Themen unserer Zukunft sein. Da es in Deutschland wenige Ressourcen für die Herstellung von konventionellen Batterien gibt, müssen jedoch neue Energiespeicher entwickelt oder in unserer Umwelt entdeckt werden. Organische Verbindungen, wie zum Beispiel der nachwachsende Rohstoff Zucker, stellen einen solchen regenerativen Energieträger dar. So ist es theoretisch möglich, Glucose in einer elektrochemischen Zelle zu Gluconsäure reagieren zu lassen. Die frei werdende Energie kann elektrisch genutzt werden.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Elektrochemische Grundlagen
- Elektrochemische Zellen
- Brennstoffzellen
- Redox-Flow-Zellen
- Glucose als elektrochemischer Energieträger
- Zyklische Voltammetrie als elektrochemische Untersuchungsmethode
- Halbzellenmessungen mit unterschiedlichen Glucose-Elektrolyten
- Glucose in Kaliumhydroxidlösung (KOH)
- Glucose in Salzsäure (HCl)
- Glucose in Kaliumchloridlösung (KCI)
- Die Glucose-Zelle
- Aufbau einer Glucose-Zelle
- Vorbereitung der Messungen
- Einfluss der Konzentration der Kaliumhydroxidlösung und der Temperatur auf die Zellleistung
- Reduktion von Gluconsäure
- Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit untersucht die Möglichkeit, Glucose in einer elektrochemischen Zelle zu Gluconsäure zu reagieren und dabei elektrischen Strom zu erzeugen. Die Arbeit zielt darauf ab, Glucose als elektrochemischen Energieträger zu charakterisieren und eine Batterie zu entwickeln, die diese Energie nutzbar macht. Dabei werden die Funktionsweise elektrochemischer Zellen und die Untersuchungsmethode der zyklischen Voltammetrie erläutert.
- Charakterisierung von Glucose als elektrochemischen Energieträger
- Entwicklung einer Glucose-Batterie
- Untersuchung der Reduktion von Gluconsäure zu Glucose
- Analyse der Zellleistung in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren
- Bewertung des Potenzials für die Entwicklung neuer Energiespeichertechnologien
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung stellt die Problemstellung der Suche nach nachhaltigen und erneuerbaren Energiespeichern vor und führt den Leser in das Thema der Glucose-Batterie ein.
Das Kapitel "Elektrochemische Grundlagen" erläutert die Funktionsweise elektrochemischer Zellen, Brennstoffzellen und Redox-Flow-Zellen. Außerdem wird die Rolle von Glucose als elektrochemischer Energieträger sowie die zyklische Voltammetrie als Untersuchungsmethode dargestellt.
Das Kapitel "Halbzellenmessungen mit unterschiedlichen Glucose-Elektrolyten" beschreibt die experimentellen Ergebnisse der Untersuchung der Reaktion von Glucose zu Gluconsäure in verschiedenen Elektrolyten.
Das Kapitel "Die Glucose-Zelle" erläutert den Aufbau und die Funktionsweise einer Glucose-Batterie. Es werden die Ergebnisse der Messungen zum Einfluss der Konzentration der Kaliumhydroxidlösung und der Temperatur auf die Zellleistung vorgestellt.
Das Kapitel "Reduktion von Gluconsäure" befasst sich mit der Möglichkeit, Gluconsäure wieder zu Glucose zu reduzieren, um die Wiederaufladbarkeit der Zelle zu ermöglichen.
Schlüsselwörter
Glucose, elektrochemische Zelle, Batterie, Energieträger, Gluconsäure, Brennstoffzelle, Redox-Flow-Zelle, zyklische Voltammetrie, Halbzellenmessungen, Zellleistung, Wiederaufladbarkeit, Nachhaltigkeit.
- Quote paper
- Dennis le Plat (Author), 2014, Der süße Strom. Die Glucose-Batterie im Experiment, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/369845
