Strom aus dem Zuckerwürfel

Transkript

1 Strom aus dem Zuckerwürfel 1. Sehen Sie sich bitte zuerst nur die Überschrift des folgenden Textes an. Worum könnte es in dem Text gehen? 2. Lesen Sie jetzt den Text und vergleichen Sie in der Gruppe, ob Ihre Vermutungen richtig waren. Strom aus dem Zuckerwürfel Winzige Brennstoffzellen, betankt mit Patronen voller Alkohol, sollen Batterien und Akkus als elektrische Energiespender für Handys und andere Kleingeräte ablösen Wer ein Handy besitzt, schützt es meist vor Regentropfen und Spritzwasser. Doch in naher Zukunft müssen sich die Nutzer mobiler Telefone womöglich Sorgen darüber machen, ob ihr Gerät nicht von innen voll läuft. Ingenieure versuchen nämlich, Batterien und Akkus in kleinen elektronischen Geräten durch so genannte Brennstoffzellen zu ersetzen. In diesen Aggregaten, die auch Autos antreiben können, entstehen bei einer Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff Strom, Wärme und Wasser. Brennstoffzellen sind mittlerweile auf die Größe von Zuckerwürfeln geschrumpft. Sie sind leichter, zuverlässiger und umweltfreundlicher als Batterien und Akkus. Ihr Wirkungsgrad liegt sehr hoch: Je nach Modell verwandeln sie zwischen 50 und 83 Prozent der eingesetzten Energie in Strom. Damit nutzen sie ihren Brennstoff doppelt so gut aus wie Kohlekraftwerke oder Verbrennungsmotoren. Außerdem müssen sie nicht immer wieder aufgeladen werden wie etwa Akkus. Sie erzeugen kontinuierlich Strom, sofern sie ständig mit ausreichend Wasserstoff versorgt sind. Weltweit treiben Ingenieure die Miniaturisierung der Brennstoffzellen voran. Die Wissenschaftler haben dabei Probleme zu lösen, die in großen Anlagen gar nicht erst auftreten: Sie müssen zum Beispiel dafür sorgen, dass die extrem feinen Mikrokanäle für den Brennstoff gleichmäßig versorgt werden, damit sie nicht verstopfen. Zudem muss das bei der Energieerzeugung entstandene Wasser, meist in Form von Dampf, so schnell entweichen, dass es das Gerät nicht überschwemmt. Die Zelle besteht im Prinzip aus zwei Elektroden, die durch eine dünne Membran aus Polymer-Molekülen voneinander getrennt sind. An der einen Elektrode werden Wasserstoffmoleküle in Protonen und Elektronen getrennt. Die Protonen durchqueren die Membran und wan-

2 dern zur anderen Elektrode. Dort reagieren sie mit Sauerstoff und Elektronen, wodurch das Wasser entsteht. Inzwischen laufen die Elektronen, die die Membran nicht durchdringen können, außen herum durch den Draht und erzeugen so den elektrischen Strom. Schon vor zwei Jahren stellte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg eine Brennstoffzelle von der Größe einer Untertasse her.,,dieses System kann bis zu 50 Watt liefern, sagt Angelika Heinzel vom ISE.,,Das reicht aus, um Kleingeräte bis zum Camcorder mit Strom versorgen. Zusammen mit der Universität Freiburg entwickelten die Fraunhofer- Forscher jetzt dünne Folien aus Metall. Sie enthalten ultrafeine Strömungskanäle mit einer Dicke von rund 0,15 Millimeter, durch die Wasserstoff und Luft zu der Zelle fließen und der entstehende Wasserdampf entweicht. Stapelt man fünf dieser flachen Brennstoffzellen aufeinander, so erhält man Folien von nur 2,5 Millimetern Dicke, erklärt Christopher Hebling vom ISE. Diese dünnen Brennstoffzellen sind flexibel und könnten beispielsweise in ein Uhrenarmband eingebaut werden, ein kleines Display für eingehende s tragen und gleichzeitig als Stromversorgung für den Zeitmesser dienen. Allerdings nutzt der kleine Stromlieferant aus Freiburg nicht gasförmigen Wasserstoff als Brennmaterial, sondern flüssiges Methanol. Die gleiche Entscheidung haben die Forscher des amerikanischen Chip- und Handyherstellers Motorola bei ihrer Neuentwicklung getroffen. Denn Gase sind schwierig zu speichern: Sie müssen entweder unter Druck in Flaschen gepresst oder bei sehr tiefen Temperaturen verflüssigt werden. Methanol hingegen ist ein Alkohol, der sich wie Tinte in Patronen abfüllen und so der Brennstoffzelle zuführen lässt. Gemeinsam mit Forschern des Los Alamos National Laboratory in New Mexico haben die Ingenieure von Motorola einen Prototyp mit einer Kantenlänge von vier Zentimetern gebaut. Jetzt möchten sie ihn weiter entwickeln: In drei bis fünf Jahren kommen wir damit auf den Markt, prophezeit Scott Wyman von Motorola. Die Minizelle soll dann nicht mehr kosten als ein Akku. Die entscheidenden Fortschritte erreichen Forscher bei der Miniaturisierung oft durch unscheinbare Kunstgriffe. Ingenieuren der Stanford University gelang es durch die mäanderartige Faltung der Membran, an der der Wasserstoff aufgespaltet wird, die aktive Oberfläche in der Brennstoffzelle um ein Vielfaches zu erhöhen. Trotzdem müssen wir dabei das Volumen der Zelle kaum vergrößern, sagt Sang-Joon Lee, der Projektleiter.

3 70 75 Egal, welche Form die Minikraftwerke einmal annehmen, wichtig ist, dass sie in hoher Qualität und trotzdem preisgünstig produziert werden, um den Strombedarf der ständig anwachsenden Zahl von Kleingeräten zu befriedigen. Bei der Untersuchung dieser Frage sind die Ingenieure in Stanford besonders weit: Sie machen sich detaillierte Gedanken, wie die winzigen Strukturen industriell herzustellen sind. 3. Stehen die folgenden Aussagen im Text? + = steht im Text = widerspricht dem, was im Text steht = im Text steht dazu nichts In naher Zukunft sollen Batterien und Akkus so genannte Brennstoffzellen in kleinen elektronischen Geräten ersetzen. 2. Diese Zellen sind auch so leicht, zuverlässig und umweltfreundlich wie Batterien und Akkus. 3. Bei der Miniaturisierung der Brennstoffzellen gibt es bestimmte Probleme für Ingenieure aus Freiburg. 4. Das aus Wasser bestehende Minikraftwerk produziert den elektrischen Strom. 5. Schon lange fertigt man in Freiburg winzige Brennstoffzellen an. 6. Zur Zeit erfinden die Fraunhofer-Forscher gemeinsam mit ihren Kollegen aus Freiburg so genannte dünne Metallfolien. 7. Die Motorola-Wissenschaftler sind zu dem Ergebnis gekommen, dass die kleine Brennstoffzelle flüssiges Methanol als Brennmaterial ausnutzt. 8. Deutsche Ingenieure prophezeien eine gute Zukunft für die Minizellen. 9. Ingenieure aus den USA können die aktive Oberfläche in der Brennstoffzelle viel höher machen.

4 Nominalkomposita Nominalkomposita (z. B. Brennstoff) setzen sich aus einem Bestimmungswort (Brenn-) und einem Grundwort (-stoff) zusammen. Das Grundwort wird durch das Bestimmungswort in seiner Bedeutung näher bestimmt und eingeengt. Die wichtigsten Grundtypen bei den Nominalkomposita sind: 1. Substantiv + Substantiv = Kompositum die Kraft + das Werk = das Kraftwerk 2. Adjektiv + Substantiv = Kompositum klein + das Gerät = das Kleingerät 3. Verb + Substantiv = Kompositum brennen + der Stoff = der Brennstoff 4. Präposition + Substantiv = Kompositum mit + der Arbeiter = der Mitarbeiter 4. Zerlegen Sie die folgenden Komposita in Ihre Hauptkomponenten ( ), geben Sie ihnen den richtigen Artikel und ordnen Sie sie den oben aufgeführten Kategorien zu. Übersetzen Sie sie dann in Ihre Muttersprache. Artikel Kompositum Kategorie Entsprechung in der Muttersprache der Zucker würfel 1 Energiespender Regentropfen Spritzwasser Wasserstoff Sauerstoff Wirkungsgrad Verbrennungsmotor Mikrokanal Energieerzeugung Energiesystem

5 Untertasse Wasserdampf Anlage Strömungskanal Zeitmesser Stromversorgung Stromlieferant Brennmaterial Handyhersteller Neuentwicklung Kantenlänge Minizelle Kunstgriff Projektleiter Strombedarf Häufig kommen im Deutschen auch Komposita vor, die drei oder mehr verschiedene oder gleiche Komponenten kombinieren. Beispiel: Verb + Substantiv + Substantiv = Kompositum brennen + der Stoff + die Zelle = die Brennstoffzelle 5. Geben Sie bei den folgenden Komposita den richtigen Artikel und die einzelnen Komponenten ( ) an. Übersetzen Sie dann diese Wörter. die Brenn stoff zelle Kohlekraftwerk Wasserstoffmolekül Uhrenarmband Treibstoffquelle Blockheizkraftwerk Fernsehapparat Fahrkartenautomat

6 6. Welche Verben bezeichnen ein Mehr, welche ein Weniger? Ordnen Sie bitte. schrumpfen sinken steigen fallen zunehmen wachsen abnehmen anwachsen ansteigen sich verringern sich reduzieren sich erhöhen Mehr Weniger 7. Ergänzen Sie die Sätze mit den passenden Präpositionen aus dem Schüttelkasten. 1. Ingenieure wollen Batterien und Akkus in Kleingeräten so genannte Brennstoffzellen ersetzen. 2. einer Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff entstehen Strom, Wärme und Wasser. 3. Brennstoffzellen sind die Größe von Zuckerwürfeln geschrumpft. 4. Diese Zellen sollen ständig ausreichend Wasserstoff versorgt werden. 5. Bei der Miniaturisierung muss man die extrem feinen Mikrokanäle sorgen. 6. Die Minizelle besteht eigentlich zwei Elektroden. 7. Das von den Fraunhofer-Forschern hergestellte System kann 50 Watt liefern. 8. ultrafeine Strömungskanäle fließen Wasserstoff und Luft zur Zelle. 9. Ingenieure aus den USA konnten die aktive Oberfläche in der Brennstoffzelle ein Vielfaches erhöhen.

7 10. Die Minikraftwerke werden hoher Qualität und billig produziert. mit durch für bis bei auf um aus zu in durch 8. Unterstreichen Sie bitte alle Passivkonstruktionen im Text und übersetzen Sie sie. Passivkonstruktionen mit Modalverben 9. Bilden Sie Sätze im Passiv. Beispiel: Minikraftwerke in jedem Land produzieren können. Minikraftwerke können in jedem Land produziert werden. Oder Es ist interessant, dass Minikraftwerke in jedem Land produziert werden können. 1. Batterien und Akkus durch Brennstoffzellen ersetzen sollen. 2. Akkus immer wieder aufladen müssen. 3. Wasserdampf bei der Energieerzeugung entweichen müssen. 4. Brennstoffzellen in ein Kleingerät einbauen können. 5. Das Volumen der Zelle durch Forschungsprojekte vergrößern können. 6. Müll in der Erde vergraben nicht dürfen.

8 10. Formen Sie bitte die folgenden Sätze ins Aktiv um. Beispiel: Winzige Brennstoffzellen müssen nicht immer wieder aufgeladen werden wie etwa Akkus. Winzige Brennstoffzellen muss man nicht immer wieder aufladen wie etwa Akkus. 1. Mit welchen Kraftstoffen können Autos angetrieben werden? 2. Wasserstoff kann durch chemische oder elektrolytische Zerlegung des Wassers gewonnen werden. 3. Gleichzeitig sollen die regenerativen Energieträger und das Energiesparen gefördert werden. 4. Der Verzicht auf den produzierten Atomstrom muss durch neue kraftwärmegekoppelte Gas- und Dampf-Kraftwerke kompensiert werden. 5. Die Flüsse dürfen nicht länger verschmutzt werden. 6. Die Abgase der Kohlekraftwerke müssen durch Filteranlagen geleitet werden.

9 Erweiterte Partizipialattribute (2) Partizip I: die Zelle, die aus zwei Elektroden besteht = = die aus zwei Elektroden bestehende Zelle Kern: die Zelle + erweitertes Partizip die aus zwei Elektroden bestehende Zelle 11. Formen Sie die Relativsätze zu Partizipialattributen um. Verwenden Sie das Partizip I. 1. In den Brennstoffzellen, die auch Autos antreiben, entstehen Strom, Wärme und Wasser. 2. Die Wissenschaftler lösen Probleme, die in großen Anlagen gar nicht erst auftreten. 3. Die Elektronen, die die Membran nicht durchdringen, laufen außen herum. 4. Die Fraunhofer-Forscher entwickelten Metallfolien, die ultrafeine Strömungskanäle enthalten. Partizip II: die Akkus, die ständig aufgeladen sind = die ständig aufgeladenen Akkus Kern: die Akkus + erweitertes Partizip die ständig aufgeladenen Akkus

10 12. Formen Sie die Relativsätze zu Partizipialattributen um. Verwenden Sie das Partizip II. 1. Die Zelle besteht aus zwei Elektroden, die durch eine dünne Membran voneinander getrennt sind. 2. Die Aggregate, die ständig mit ausreichend Wasserstoff versorgt sind, erzeugen Strom. 3. Die Minizelle, die von den Ingenieuren der USA gebaut worden ist, kommt bald auf den Markt. 13. Ergänzen Sie bitte das Diagramm. Brennstoffzelle Trennung der Wasserstoffmoleküle Stromerzeugung 14. Beschreiben Sie bitte die Funktionsweise der Brennstoffzelle.