Biokraftstoffe & Polymere: Typen, Nutzung, Recycling

Biokraftstoffe: Eine Übersicht

Biokraftstoffe sind flüssige Kraftstoffe, die aus pflanzlichen Rohstoffen hergestellt werden und deren chemische Eigenschaften denen von Benzin und Diesel ähneln.

Biodiesel

Biodiesel ist ein flüssiger, synthetischer Biokraftstoff, der aus natürlichen Lipiden wie Pflanzenölen oder tierischen Fetten gewonnen wird.

Anwendungen von Biodiesel

• Mietwagen mit Biodieselantrieb
• Heizöl auf Biodieselbasis für Haushalte
• Stromgeneratoren, die mit Biodiesel betrieben werden (eine überlegene Alternative zu herkömmlichen Generatoren)
• Transport-LKWs für Lebensmittel
• Landmaschinen
• Kommerzielle Frachtschiffe (Fähren, Jachten, Segelschiffe)

Umweltvorteile von Biodiesel

Reiner Biodiesel reduziert die Kohlendioxidemissionen um bis zu 80 %.

Bioethanol

Bioethanol ist dehydrierter Ethylalkohol, der durch die Fermentation von Biomasse hergestellt wird.

Anwendungen von Bioethanol

• Als Kraftstoffgemisch (Bioethanol-Benzin)
• Als direkter Kraftstoff (spezielle Motoren)
• Als direkte Mischung (Bioethanol-Diesel)

Vorteile von Bioethanol

Vorteile von Bioethanol sind seine biologische Abbaubarkeit und die Reduzierung giftiger Emissionen im Vergleich zu Benzin.

Biogas

Biogas ist ein Gas, das auf natürliche Weise oder in speziellen Anlagen durch den biologischen Abbau organischer Substanzen unter Einwirkung von Mikroorganismen entsteht.

Herstellung von Biogas

Es ist ein gasförmiges Produkt der anaeroben Vergärung, einem biologischen Prozess, bei dem organische Materie unter Sauerstoffausschluss von Bakterien zersetzt wird.

Anwendungen von Biogas

• In Kesseln zur Wärme- oder Stromerzeugung
• In Motoren zur Stromerzeugung
• In Brennstoffzellen (nach Reinigung von H2S etc.)
• Nach Reinigung und Zugabe von Additiven zur Einspeisung ins Erdgasnetz
• Als Ausgangsstoff für chemische Synthesen
• Als Kraftstoff

Unterschied zu fossilen Brennstoffen

Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen setzen Biokraftstoffe bei der Verbrennung nur die Menge an CO2 frei, die die Pflanzen zuvor während ihres Wachstums aus der Atmosphäre aufgenommen haben. Dies führt zu einer besseren CO2-Bilanz.

Polymere: Grundlagen und Anwendungen

Was sind Polymere?

Polymere sind Makromoleküle (Stoffe mit hoher Molekülmasse), deren Struktur durch die Verknüpfung vieler kleinerer Einheiten (Monomere) gebildet wird.

Arten von Polymeren

Natürliche Polymere

Beispiele: Seide, Wolle, Zellulose, Kautschuk.

Künstliche Polymere

Künstliche Polymere werden unterteilt in:

• Thermoplaste: Erweichen bei Wärmeeinwirkung und sind dann formbar. Dieser Vorgang ist reversibel.
• Duroplaste: Sind nach dem Aushärten durch Wärme nicht mehr verformbar.
• Elastomere: Besitzen gummielastische Eigenschaften.

Vorteile von Polymeren

• Niedrige Produktionskosten
• Hohe mechanische Festigkeit bei geringer Dichte
• Hohe Beständigkeit gegen chemische und atmosphärische Einflüsse
• Geringe elektrische und thermische Leitfähigkeit

Nachteile von Polymeren

Polymere sind oft schwer abbaubar, was zu Problemen bei der Müllentsorgung führt.

Kunststoffabfall und Recycling

Entsorgungsprobleme

Die hohe Beständigkeit von Kunststoffen erfordert große Deponieflächen. Bei der Verbrennung können giftige Dämpfe entstehen.

Recycling-Trends

Recycling ist oft die bevorzugte Entsorgungsmethode. Aktuelle Trends beinhalten die Trennung von anderen Siedlungsabfällen, die Sortierung nach Kunststoffart, Zerkleinerung und Wiederverwendung, z.B. zur Herstellung von Müllsäcken oder Rohren.

Reifen: Probleme und Lösungen

Probleme mit Altreifen:

• Brandgefahr
• Schwieriges Recycling
• Hoher Platzbedarf bei der Lagerung

Lösungen:

• Runderneuerung
• Pyrolyse
• Energetische Verwertung (Heizwert, Stromerzeugung)
• Einsatz in der Metallurgie

Spezifische Kunststoffe

Silikon

Ein Polymer auf Siliziumbasis, inert und stabil bei hohen Temperaturen. Verwendung: Schmierstoffe, Dichtungsmassen, Klebstoffe, medizinische Anwendungen.

Celluloid

Einer der ersten künstlichen Kunststoffe (Basis: Cellulosenitrat und Campher). Vielfältig formbar, aber nicht spritzgießbar. Verwendung: Früher für fotografische Filme.

Bakelit

Der erste vollsynthetische Kunststoff. Es ist ein Duroplast (Phenolharz), der nach der Formgebung aushärtet und dann nicht mehr verformbar ist.

Nylon

Ein künstliches Polymer aus der Gruppe der Polyamide. Eine elastische und widerstandsfähige Textilfaser, mottenbeständig, bügelfrei. Verwendung: Herstellung von Strümpfen, Geweben, Gewirken.

PVC (Polyvinylchlorid)

Ein thermoplastischer Kunststoff. Eigenschaften: Leicht, langlebig, recycelbar, gute Beständigkeit gegen Feuer und Elektrizität.

Polyester

Lineare Polyester werden zur Herstellung von Textilfasern und verschiedenen Beschichtungen verwendet. Glasfaserverstärkter Polyester wird als Fiberglas eingesetzt.