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Teams 2012

Teamseiten

Die folgenden Team wurden durch die Jury für den Wettbewerb 2012 zugelassen:

 
TU Dresden - Bridge Rider

Tobias Göcke, Tom Oldach

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Das Team der Technischen Universität Dresden wird ein ChemCar entwickeln, welches Kohlenstoffdioxid als Ausgangsstoff für die Reaktion verwendet. Die durch ein Enzym katalysierte Reaktion läuft bei moderaten Temperaturen, Drücken und pH Werten im Reaktor ab. Hierbei reagiert das in Wasser gelöste CO2 - Kohlensäure (H2CO3) - mit Calciumchlorid (CaCl2) zum schwer löslichen Calciumcarbonat (CaCO3). Im Reaktionsgefäß wird ein Ammonium/Ammoniumchlorid Puffer so ausgelegt, dass eine Abnahme des pH-Wertes verhindert und das optimale Wirkungsmilieu für das Enzym eingestellt wird. Das Enzym mit dem Namen Carboanhydrase zählt zu den schnellsten Enzymen die bisher erforscht wurden. Es bewirkt eine Beschleunigung der Hydratisierung des gasförmigen CO2 zur Kohlensäure. Die ablaufende Reaktion bewirkt eine Volumenabnahme und somit auch einen Druckgradienten zwischen CO2-Reservoire und Reaktionsgefäß, welcher schließlich mit Hilfe des Motors das ChemCar antreibt. Die Hauptbestandteile des ChemCar Motors bestehen aus zwei pneumatischen und doppelt-wirkenden Zylinder und zwei Zahnriemenscheiben mit einem fest eingestellten Übersetzungsverhältnis von 1 zu 3. Des Weiteren wird das ChemCar-Chassis mit Hilfe von CAD Simulationen und einem "Rapid Prototyping" Tool gewichtsoptimiert konstruiert und gefertigt werden. Weitere Informationen finden sie unter www.bridgerider.de


FH Münster - CarO

Tobias Holtkamp, Madeleine Heeg, Simone Jaworski, Björn Heidrich

002

 

The design of the CarO ChemCar is based on the released excess enthalpy of the quicklime/water system. Through the Seebeck effect the obtained thermal energy of the dissolving reaction is converted into electrical energy by a Peltier element. One side of the Peltier element is kept at a constant temperature by using a latent heat-storage unit, in order to minimize the influence of the ambient temperature. Heating of the other side is done via the aforementioned reaction between calcium oxide and water:
CaO(s) + H2O → Ca(OH)2(aq) (-1155 kJ/kg CaO)
The speed control would be achieved through three different mechanisms. On one hand, the reaction kinetics are affected by an optimized particle size distribution as well as the use of additives. On the other hand, excess heat could also be transferred to the environment quickly through fins. This would reduce the amount of heat energy converted by the Peltier element, hence reducing energy to the motor and slowing the car down. A resistance would also be installed to select a specific part of the heat curve from which the Peltier element would work at.

 


TU Dortmund - Dampfmaschine 2.0

Elisabeth Niesing, Lukas Hebing, Franziska Horbach

003 TuDO.

Mit Hilfe einer exothermen chemischen Reaktion in wässriger Lösung wird Dampf erzeugt, der an einem Thermogenerator kondensiert und zum Antrieb eines Elektromotors genutzt wird. Hierbei wird der Seebeck-Effekt genutzt, bei dem aus der Temperaturdifferenz zwischen einer Wärmequelle und Wärmesenke Strom erzeugt werden kann.

Bei einer chemischen Reaktion kann Energie in Form von Druck, Strom oder Wärme freigesetzt werden. Die an der TU Dortmund in den vergangenen Jahren entwickelten Fahrzeuge haben die ersten beiden Formen verwendet, um die benötigte Antriebsleistung bereitzustellen. In diesem Jahr ist es das Ziel, die freiwerdende Wärme einer geeigneten chemischen Reaktion als Energiequelle zu nutzen.

Herausforderung beim Umgang mit thermisch gespeicherter Energie ist die Trägheit des jeweiligen Systems. Ein gezieltes Herunterfahren der Antriebsleistung nach Beendigung der Reaktion wird durch "Nachglühen" des Reaktionsmediums und der gespeicherten Wärme umliegender Bauteile erschwert, was in früheren Arbeiten ein Ausschlusskriterium für Wärme als Energiequelle war. Die Nutzung von Wasserdampf als Wärmeübertragungsmedium löst dieses Problem durch die räumliche Entkopplung des Reaktions- und Stromerzeugungssystems. Nicht zu vernachlässigen ist die Motivation der Gruppenmitglieder, die Fakultät BCI bei dem diesjährigen ChemCar Wettbewerb zu vertreten und den Titel zu verteidigen.


RWTH Aachen - Skydriver

Paul Naglatzki, Vera Hoffmann, Nina Ihling, Tobias Ploch , Tony Trieu, Saskia Wessel

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Das Team der RWTH Aachen hat sich zum Ziel gesetzt, ein Chemcar zu entwickeln, welches durch einen unkonventionellen Antrieb fortbewegt wird. Das Hauptelement, ein Ballon, wird mit Schwerelosigkeit und Freiheit assoziiert, woraus der Name Skydriver entstand. Die Zusammenarbeit von jungen Ingenieuren und Naturwissenschaftlern war maßgebend für den gesamten Entwicklungsprozess.

Der Skydriver zeichnet sich durch seine simple Bauweise aus, das sich an der Leichtbauweise orientiert. Die Reaktion, der aus dem Alltag bekannten Edukte Backpulver und Essigsäure, ist ungefährlich, dennoch effektiv und liefert in der vorgegebenen Zeit die für den Antrieb benötigte Gasmenge. Das entstehende Gas strömt in einen Balg, der während des Füllprozesses ein Seil von einer Spule abwickelt. Über einen Riementrieb mit vorgegebener Übersetzung werden die Räder und das Auto in Bewegung gesetzt. Nach Abschluss der Reaktion werden die Räder nicht weiter angetrieben und der Skydriver kommt durch den Rollwiderstand zum stehen.

Unser Skydriver - leicht, einfach und kreativ - das Auto der Zukunft?

 

TU Clausthal -  DRuF

Marina Bockelmann, Philipp Gratz, Anatoli Voth, Sebastian Wagner, Karsten Witt, Esra Yildar

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 Aus den Gründen der Innovation und der Zukunftsrelevanz haben wir uns für einen elektrochemischen Ansatz entschieden und verfolgen zwei unterschiedliche Konzepte, die für den Antrieb unseres ChemCars in Frage kommen.

Die bevorzugte Antriebsquelle stellt die Vanadium-Redox-Flow-Batterie dar. Diese besteht aus zwei Graphitelektroden mit darauf angeordneten Kohlenstoffstrukturen, die auf Grund ihrer großen Oberfläche viele Reaktionsorte beinhalten und trotz der geringen geometrischen Größe einen hohen Stromfluss ermöglichen. Als Separator dient eine Protonen-Austauscher-Membran. Die wichtigste Komponente der Zelle stellen die Elektrolyte dar. In beiden Elektrodenräumen sind es Vanadiumsalzlösungen mit unterschiedlichen Oxidationsstufen, die eine Zellspannung  von bis zu 1,6 V liefern können. Das Anhalten des ChemCars erfolgt über den Ladungszustand der Batterie, welcher in Abhängigkeit von der Fahrdistanz variiert wird.

Als alternative Antriebsquelle dient eine Zink-Kupfer-Batterie (Daniell-Element), die in Form einer "Papierbatterie" konstruiert wird. Die Metalle werden auf einem mit Kohlenstoffnanoröhrchen (carbon nanotubes = CNTs) beschichteten Papier elektrochemisch abgeschieden. Das definierte Stoppen des ChemCar wird über die Vorgabe der Zinkschicht realisiert, die während der Fahrt wieder aufgelöst wird. Ist die Zinkschicht vollständig verbraucht, fließt kein Strom mehr und das ChemCar hält an.

 


TU Berlin - TUPAC

Björn Kraemer, Helge Heitmann, Jagoda Jagodzinska, Sabine Kalinna, Jan-Paul Ruiken

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  The main idea of the TUPAC team's concept is to develop a sustainable and creative solution for powering our chemcar beside the common solutions regarded as the future technologies for car engines. This includes on one hand an exothermal chemical reaction whose products are fully utilizable and on the other hand the production of heat which is directly used to generate the power for an electric engine.
For this purpose, hydrochloric acid will react together with aluminium powder to polyaluminium
chlorid (PAC) and hydrogen while releasing heat. PAC is used as a flocculant in wastewater treatment and hydrogen as clean energy source offers the possibility of using in broad applications such as fuel cells.
The reaction heat at a temperature level of around 100°C will be used in a thermoelectric generator which transfers the heat to an ice water reservoir while transforming it to electric power for supplying the electric engine. Finally our concept combines the production of valuable products with the generation of propulsion power for our chemcar.

 

TU Graz - Dilletantenmobil

Patrick Schiffmann, Lukas Lerchner, Jura Hölzel

008 Chemcar Gruppenfoto Graz

  Das Team

Die Besonderheit des Grazer Teams ist seine Zusammensetzung. Wir haben keinen Chemiker oder Verfahrenstechniker, sondern setzen auf Diversity Effekte. Unsere Studien reichen von Geschichte, über Psychologie bis zu Physik. Aus diesem Grund haben wir uns im Konzept, das im Weiteren erläutert wird, auch dem Motto keep it simple verschrieben. Wir wollen so gar keine Quellen für mögliche Probleme zulassen.

 Das Konzept

Das Dilettantomobil verwendet die aus dem Schulunterricht bekannte Reaktion von gebranntem Kalk mit Wasser zu gelöschtem Kalk um ein Wasserbecken zu erhitzen. Mittels eines Peltier-Elements wird die entstandene Wärmeenergie in Elektrische umgewandelt, die schließlich zum Antrieb der Motoren dient. Das Bremssystem basiert auf dem Auslaufen der Reaktion durch einen limitierenden Reaktanten und der Reibung der Motoren.

 Das Auto

Die Karosserie unseres Autos besteht aus Lego. So können wir nahe am Mindestgewicht bleiben, sind aber trotzdem stabil genug für Zuladungen und haben einen unerschöpflichen Fundus an Teilen. Beim Design orientieren wir uns an einem Meisterwerk österreichischer Ingenieurskunst - dem Puch G.