2. 1. - FIZ CHEMIE Berlin

| 2 >> INHALT + IMPRESSUM + EDITORIAL
2 >> Impressum/Editorial
3 >> Vorwort der Geschäftsführung
4 >> Was ist Energie?
4 >> Geschichte der Energie
5 >> Energiemonster
7 >> Akkumulatoren
12 >> Explosivstoffe – Alles Nitro oder was?
15 >> Energie und Ressourcen sparen mit
moderner Goldkatalyse
16 >> Gastartikel Institut für Ernährungsforschung:
Energiebedarf und Nahrungsenergie
18 >> Wie viel Energie steckt im Menschen?
20 >> Kochen mit Magnetismus:
Vor- und Nachteile des Induktionsfeldes
21 >> Regenerative Energie
23 >> Das Energiemonopol der Stromversorger
contra dezentrale Energieversorgung
25 >> Mit Energie in die Zukunft
26 >> Lesergeschichten
27 >> Leseraufruf 2010
Impressum
FIZ CHEMIE +report+ wird zweimal jährlich von der Fachinformationszentrum
Chemie GmbH (kurz: FIZ CHEMIE) herausgegeben.
FIZ CHEMIE
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Herausgeber: FIZ CHEMIE
Chefredaktion: Richard Huber (rh)
Redaktion: Prof. Dr. René Deplanque (rd), Annette Prahl (ap),
Dr. Ulrich Rößler (roe), Mathias Maede (mm), Michael Laumer (lau),
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Illustrationen: Gabriele Seiß
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Redaktionsschluss für diese Ausgabe: 11.02.2010
Auflage: 2.500 + 500 Stück (dt./engl.)
ISSN: 0930-276X © 2010 FIZ CHEMIE
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schicken Sie ein Belegexemplar an FIZ CHEMIE, Marketing & Kommunikation,
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Liebe Leserin und lieber Leser,
Die Evolution des Menschen ist auch eine Evolution
der Nutzung von Energie.
Feuer lieferte unseren Vorfahren Wärme, Licht und
Sicherheit. Die Wissenschaft geht heute von einer
ersten gezielten Nutzung des Feuers durch frühe Vorfahren
des heutigen Menschen bereits vor 2,5 bis 4
Millionen Jahren aus. Als Brennstoff diente vor allem
Holz, später auch getrockneter Tierdung – nachwachsende
Rohstoffe
also. Windenergie
wurde bereits im
frühen Ägypten
vor mehr als
7.000 Jahren in
der Schifffahrt genutzt,
der Einsatz
von Was-
Richard Huber
serkraft als Energieträger
für das
Mahlen von Getreide
lässt sich
bis ins Jahr 546
Leiter Marketing & Kommunikation zurückverfolgen.
Erst im 18. und 19. Jahrhundert gelang den Menschen
die technische Erschließung fossiler Brennstoffe
wie Kohle, Erdöl und Erdgas. Ohne sich dessen bewusst
zu sein, war der frühzeitliche Mensch ein viel
umweltbewussteres Wesen als heutige Generationen.
Energie – ein unglaublich vielfältiges und facettenreiches
Thema – steht dieses Mal im Mittelpunkt unseres
+report+. Katalysatoren, Energiekreisläufe
im Menschen, Akkumulatorentechnologien, Sprengstoffe,
Energiemonster und vieles, vieles mehr rund
um das Thema Energie erwarten Sie, liebe Leserin
und lieber Leser, in dieser Ausgabe und dazu wünschen
wir Ihnen ein energiereiches Lesevergnügen.
Richard Huber

Vorwort der Geschäftsführung
Das Thema E-Learning ist heute mehr denn je in aller
Munde. Auf der gerade beendeten Messe CeBIT 2010
in Hannover füllten zahlreiche technologische und
inhaltliche Anbieter mit Produkten und Dienstleistungen
rund um die multimediale Ausbildung einen
großen Teil der Messehalle 6. Wurde die Effizienz
der elektronischen Lehre bis vor wenigen Jahren
von Bildungsanbietern noch angezweifelt, so hat
sich das Geschäftsfeld „schleichend“ über exzellente
praktische Beispiele wie der naturwissenschaftlichen
Enzyklopädie ChemgaPedia des FIZ CHEMIE in den
vergangenen zwei Jahren stabilisiert und etabliert.
E-Learning ist ein eigenständiges und wichtiges
Geschäftsfeld im Bereich der IUK-Technologien geworden.
Wussten Sie eigentlich, dass das FIZ CHEMIE seit
elf Jahren einer der wichtigsten deutschen Anbieter
elektronischer Lehre ist? Darauf sind wir wirklich
stolz. Bereits seit 1999 haben wir mit vielen Fachexperten,
Autoren, Programmierern und Evaluatoren
die Entwicklung des Themenfeldes E-Learning vorangetrieben.
Und so stellen wir heute mit unserer Ausbildungsenzyklopädie
ChemgaPedia die mit großem Abstand
meistgenutzte naturwissenschaftlich-technische
Lernplattform im deutschsprachigen Internet bereit.
Energie ist das vom BMBF ausgerufene Motto des
Wissenschaftsjahres 2010 und Energie ist der thematische
Schwerpunkt dieser Ausgabe unseres Magazins,
des +report+. Suchen wir nach dem Stichwort
„Energie“ in unserer Plattform ChemgaPedia, so
finden wir sofort eine Vielzahl von Lerneinheiten und
Glossareinträgen rund um das Thema in der Chemie,
in der Thermodynamik, in der Physik.
Unsere Zielgruppen wissen die Qualität und Aktualität
dieser vielen Inhalte zu schätzen. Das zeigen auch die
Ergebnisse einer großen Benutzerumfrage, die wir zum
Jahreswechsel 2009/2010 in der ChemgaPedia durchgeführt
haben. Weit über 5.000 Einzelnutzer schickten
uns ihre Bewertungen und zahlreiche Vorschläge für
Erweiterungen und Verbesserungen der Plattform.
Dieses tolle und durchweg
positive Feedback ist uns ein
Ansporn, in das Themenfeld
E-Learning weiter all unsere
Leidenschaft und unser langjährig
erworbenes Know-how aus
den verschiedenen Fachredaktionen
des FIZ CHEMIE einfließen
zu lassen – und für unsere
Zielgruppen das Maximum an
inhaltlicher Aktualität und professionellem
Anspruch in der
ChemgaPedia bereit zu stellen.
Bis zu 350.000 Nutzer monatlich
besuchen das vom FIZ
CHEMIE kostenfrei im Web angebotene Bildungsangebot.
Über 60 % dieser riesigen Nutzergemeinde kehrt
regelmäßig zum Lernen von und zum Lehren mit Inhalten
aus der ChemgaPedia zurück. Auf Messen begeistern
wir mit speziellen Lernmodulen, Wissensquiz
und spannenden Exponaten und führen unsere Zielgruppen
gezielt an die moderne elektronische Ausbildungsplattform
heran. Es macht unseren Mitarbeiterinnen
und Mitarbeitern großen Spaß zu sehen, wie
motivierte junge Leute auf einer Messe ACHEMA oder
bei der in Kürze startenden Hannover Messe 2010 an
unseren interaktiven Messeständen ihr Wissen erproben
und tiefe Einblicke in die aktuelle Forschung in
Hochschule und außeruniversitärer Wissenschaft gewinnen.
Mit dieser zeitgemäßen und innovativen Form
von Wissens- und Technologietransfer motivieren wir
die Wissenschaftler und Forscher von Morgen für die
Beschäftigung mit MINT-Technologien.
Ich lade Sie ein, uns auf unserem nächsten großen
Mitmachmessestand auf der Hannover Messe zu besuchen
und sich ein Bild von den Möglichkeiten des
Themas E-Learning für die Motivation und Ausbildung
künftiger Generationen in unserer Bildungslandschaft
zu machen.
Prof. Dr. René Deplanque
VORWORT

| 4 >> WAS IST ENERGIE?
Was ist Energie?
Das Wort Energie kommt aus dem Griechischen.
„Energia“ bedeutet Tatkraft. Bereits in der antiken
Philosophie ca. 330 v. Chr. finden wir den Begriff
energeia bei Aristoteles, der darunter die Verwirklichung
des Möglichen verstand. Die Philosophie
vertritt bis heute die Auffassung, dass Energie die
Grundlage allen Geschehens ist.
Während G. W. Leibniz (1646–1716) und I. Kant
(1724–1804) das Prinzip von der Erhaltung der Kraft
formulierten, finden wir in der Physik erst um 1800
den Energiebegriff bei T. Young definiert, der mit dem
maschinellen Fortschritt verbunden, von einem rein
mechanischen Ansatz ausging. Jeder Körper besitzt in
Bezug auf andere Körper Energie, die in Lageenergie
(potenzielle Energie) und in Bewegungsenergie (kinetische
Energie) unterschieden wird. In der Thermodynamik
gelangt man zu der Erkenntnis, dass Wärme
eine Form der Energie ist. Energieänderung wird
Geschichte der Energie
vorrangig durch Wärmezufuhr oder -verlust verursacht.
In der Wärmelehre wird der Energiegehalt
eines Systems als innere Energie (chemische Energie
oder thermische Energie) bezeichnet.
Alle Prozesse bedeuten letztlich nur eine Umwandlung
der Energie von einer Form in eine andere. Helmholtz
entwickelte 1847 dazu den Energieerhaltungssatz und
bewies, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet
werden kann, sondern nur ihre Erscheinungsform ändert.
M. Planck erkannte 1900, dass ein Atom nicht
stetig Energie in Form von Lichtstrahlung aufnehmen
oder abgeben kann, sondern nur ganz bestimmte
(diskrete) Beträge und legte das Energiequantum als
Bezeichnung für die kleinste Energiemenge (Quantentheorie)
fest. Darauf aufbauend entdeckte A. Einstein
(1879–1955) in seiner Relativitätstheorie E=mc²
einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen Energie
und Materie; Energie ist gleich Masse mal dem
Quadrat der Lichtgeschwindigkeit. +ap
Zur Lerneinheit
2 Mio.–500000 vor Chr. Am Anfang war das Feuer
um 12000 vor Chr. Einsatz von Holzkohle für die Metallschmelze
5000 vor Chr. Wasser wird zur Energiequelle
um 900 vor Chr. Erdgas wird erstmals bei der Salzgewinnung in China entdeckt und zur Salztrocknung genutzt
ab 800 nach Chr. Wind- und Wassermühlen erleichtern die tägliche Arbeit
ab 1000 nach Chr. Gezeiten liefern Energie für Mühlmahlwerk (in GB)
ab 1500 nach Chr. Braun- und Steinkohle werden neue Energielieferanten
1746 Übertragung von Elektrizität wird bewiesen
1765 Watt erfindet die Dampfmaschine
um 1780 Die galvanische Elektrizität wird entdeckt
1799 Volta entwickelt die Volta’sche Säule und gilt als Erfinder der Batterie
1821 Ampère entdeckt das nach ihm benannte Ampère’sche Gesetz
1831 Faraday entdeckt die elektromagnetische Induktion
1847 Helmholtz formuliert den Energieerhaltungssatz
1850 Erdöl wird zur Energiegewinnung genutzt
1859 Planté entwickelt den ersten aufladbaren Bleiakku
1865 Maxwell stellt die Gleichung der Elektrodynamik auf
1882 Erstes öffentliches Elektrizitätswerk wird betrieben (in den USA)
1887 Hertz entdeckt die elektromagnetischen Wellen
ab 1899 Die Quantenmechanik verändert die Sicht: das Planck’sche Wirkungsquantum wird bekannt
1905 Deutschland bekommt die erste 50 kV-Stromleitung
1905 Einstein veröffentlicht seine Relativitätstheorie
1926 Deutschland bekommt erste 220 kV-Stromleitung
1938 Hahn, Straßmann und Meitner entdecken die Kernspaltung
ab 1950 Erdgas wird neuer Energielieferant
1954 Erste Solarzelle wird gebaut (in den USA)
1956 Das erste Kernkraftwerk liefert Strom (in GB)
1985 Erstes Photovoltaik-Kraftwerk geht ans öffentliche Stromnetz (in den USA)
+vh

Energiemonster
Energie ist das Thema dieser
+report+ Ausgabe des FIZ CHEMIE und auf den
folgenden beiden Seiten möchte ich Ihnen ein paar
bekannte und ein paar weniger bekannte Beispiele
sehr großer und sehr kleiner Energiemonster vor
Augen führen und mit ein paar Rechenbeispielen
untermalen.
Beginnen wir mit einem ganz kleinen Energiemonster.
Fast jeder von uns benutzt es, so auch ich gerade
beim Verfassen dieses Artikels. Dieses Monster
ist das Herzstück jedes Computers und hört auf
den Namen Central Processing Unit, oder kurz CPU.
Moderne CPUs werden in 45 nm-Technologie gefertigt.
Das bedeutet: Auf der Breite eines menschlichen
Haares (60–100 µm) lassen sich ca. 1.500 einzelne
Leiterbahnen und Transistorenstrukturen nebeneinander
unterbringen. Und es gibt sehr, sehr viele
Transistoren auf diesen Prozessoren. Nimmt man zum
Beispiel eine aktuelle CPU der Firma AMD (Phenom
X4 9850), so sind dort ca. 758 Millionen Transistoren
auf einer Fläche von 258 mm² untergebracht. Unter
Volllast produzieren diese 758.000.000 Transistoren
eine maximale Verlustleistung (im Fachjargon „Thermal
Design Power", TDP) von 125 Watt. Nicht zufällig
nimmt das Thema Kühlung von PCs unter Spielefreaks
eine wichtige Rolle ein. Stellen Sie sich vor, 258 mm²
Silizium erzeugen eine Abwärme von 125 Watt. Rechnen
wir diese Energie hoch zum Beispiel auf eine
haushaltsübliche Herdplatte mit 26 cm Durchmesser
r² * p (r = 130 mm) = 53.100 mm², so würde
diese mit 53.100/258*125 Watt = 25.700 Watt
heizen. Unsere Herdplatte hätte eine rechnerische
Anschlussleistung von 26 kW. Nicht schlecht, oder?
Einen Liter Wasser in den Kochtopf, Platte aufgedreht,
zwanzig Sekunden warten, Wasser kocht.
Man kann das Rechenspielchen indes noch fortsetzen.
Die Herdplatte hat eine Dicke von ungefähr
8 mm. Das Die eines Mikroprozessors
(ungeschützter Halbleiter-Chip) beträgt etwa
0,5 mm. Das bedeutet: Im Volumen der
ENERGIEMONSTER

© Lechstahlwerke
Blick in einen
Lichtbogenofen
| 6 >> ENERGIEMONSTER
Jetzt wollen wir wieder rechnen:
Epot = m*g*h (Masse mal Erdbeschleunigung
mal Höhendifferenz) 110.000.000.000 kg*
200 m* 9,81 m/s² = 215.820.000.000.000 Joule
Also etwa 216 TJ (Tera­Joule)
Vergleicht man dies rein rechnerisch mit der Explosionsenergie
von 1 kt (Kilotonne) TNT, die bei
4.184.000.000.000 Joule liegt, besitzt der Kochelsee
folglich die Potenzielle Energie von 51,6 kt also ein
Potenzial, das die freigesetzte Energie der beiden
1945 über Japan abgeworfenen Atombomben „Little
Boy“ (15 kt) und „Fat Man“ (21 kt) zusammen übertrifft.
Na, rudern Sie jetzt immer noch entspannt über
den Walchensee?
Wenden wir uns zuletzt noch einem anderen
Energiemonster zu. Seit der griechischen Mythologie
wird das bekannteste aller Wetterphänomene
dem Herrscher unter den Göttern, Zeus, zugeordnet.
Diese Funkenentladung zwischen Himmel und Erde
– landläufig als Blitz wohl jedem von uns bekannt –
stellt ein bis heute nur unvollständig erforschtes
Wetterphänomen dar. Es gibt neben den von der Gewitterwolkenunterseite
austretenden Negativblitzen in
ca. 5 % aller Fälle auch von den hohen Schichten der
Wolken ausgehende Positivblitze und die haben es in
sich. Die Stromstärke eines Positivblitzes kann bis
zu 300.000 Ampere betragen.
In Verbindung mit der hohen
Spannung von einigen 10 Millionen
Volt entsteht innerhalb
des nur ca. 10–12 mm dicken
Blitzkanals eine unglaublich hohe
Energiedichte. Rein rechnerisch
könnte ein Positivblitz mit
einer Spannung von 50 MV und
300 kA damit eine kurzzeitige
Leistung von ca. 15 TW produzieren.
Nimmt man einen durchschnittlichen PKW im
Straßenverkehr mit einer Motorleistung von 75 kW
(ca. 100 PS), so ließen sich mit der Energie eines
Positivblitzes 15.000.000.000.000/75.000 =
200.000.000 (200 Millionen) Autos bewegen
Zur Lerneinheit
Weitere Informationen zu unseren Energie-Artikeln
in diesem +report+ finden Sie aktuell bei uns im
Internet: www.fch.de.
– allerdings nur 4 ms lang, so kurz ist
der Stromfluss zwischen Wolke und Erde
in etwa. Aufgrund der extrem hohen Energiedichte
bei sehr kurzen Entladungszeiten gibt es bis heute
keine Verfahren zur Nutzung der gewaltigen Energien
von Blitzen. Trotz seiner Gefährlichkeit haben die
Menschen nicht davor zurückgeschreckt, den Blitz
in die industrielle Fertigung gerade im Hüttenwesen
einzuführen. Bei der Herstellung von Stahl wird häufig
ein sogenannter Lichtbogenofen eingesetzt. Der
Lichtbogen zwischen der Graphitelektrode und dem
Schmelzgut ist wie der Blitz eine Funkenentladung.
Dieser erzeugt neben dem vom Elektroschweißen bekannten
gleißenden Licht vor allem eine Temperatur
von bis zu 3.500 °C. Moderne Elektrolichtbogenöfen
bringen dabei Energien von bis zu 1.500 kW/Tonne
Schmelzgut zum Einsatz. Bezogen auf einen
120-Tonnen-Ofen bedeutet das eine Lichtbogenleistung
von immerhin 180 MW. Bei einer Spannung
von ca. 1.600 V werden Stromstärken von über
100 kA zum Betrieb des Lichtbogenofens benötigt.
Dieser Strom wird als Drehstrom bereitgestellt. Die
Zuleitungskabel zu Öfen dieser Leistungsklasse (Ultimate
EAF) können 20 cm und mehr im Durchmesser
besitzen. Um ein Abbrennen der Kupfer-Seelen in
den Kabeln durch die sehr hohen Stromstärken zu
vermeiden, werden die Kabel mit Wasser gekühlt.
Gewaltig sind auch die elektromagnetischen Felder
die entstehen, wenn der Lichtbogen im Schmelztiegel
abreißt und neu zündet. Diese Felder können
die mächtigen Kabel bäume in derart starke Schwingungen
versetzen, dass schon Arbeiter zwischen den
Kabelbäumen schwer verletzt wurden.
Und noch zwei tolle Extrema habe ich bei meinen
Recherchen zu diesem Artikel gefunden, die ich Ihnen
in diesem Zusammenhang nicht vorenthalten möchte.
Zusätzlich zu den Lichtbögen werden in Hochöfen
Gebläse eingesetzt, die Sauerstoff unter höchstem
Druck in die Schmelze blasen und damit zugleich
Kohlenstoffreste in der Schmelze verbrennen und die
Temperatur der Schmelze steigern. Diese Sauerstoffblaskonverter
erzeugen Luftgeschwindigkeiten
der zweieinhalbfachen Schallge-

schwindigkeit. Und der andere Vergleichswert für die
gewaltigen Energieströme bei der Stahlerzeugung:
Die Lechstahlwerke in Bayern haben die gleiche
Stromrechnung wie die benachbarte 250.000-Einwohnerstadt
Augs burg und erzeugen damit über eine
Million Tonnen Stahlerzeugnisse pro Jahr. +rh
Akkumulatoren
Unter Wasser, unter Strom
Ende des 19. bis Anfang des 20. Jahrhunderts war die
Energiespeicherung und -umwandlung für eine neue
Kategorie von Wasserfahrzeugen eine zentrale Aufgabe,
der sich Ingenieure und Wissenschaftler stellen
mussten. Das U-Boot entwickelte sich zu einem
Schiffstyp, der heute nicht mehr aus der Schifffahrt
wegzudenken ist.
Für den Durchbruch war nicht zuletzt die Entwicklung
des Bleiakkumulators im Jahr 1850 durch Wilhelm
Joseph Sinsteden verantwortlich, der die Grundlage
für die später verwendeten Akkumulatoren lieferte.
Waren die ersten Versuche, Schiffe unterhalb
der Wasseroberfläche anzutreiben, noch von der
Muskel kraft der Besatzung abhängig, kam es Ende
des 19. Jahrhunderts zur erstmaligen Nutzung von
Akkumulatoren als Energiequelle. Durch den Einsatz
der ersten maschinellen Antriebe musste ein Weg
gefunden werden, diese den Anforderungen an ein
U-Boot anzupassen. Nicht zuletzt die Militärs trieben
die Entwicklungen voran, sah man doch im U-Boot
eine neue Waffengattung, mit der man einen entscheidenden
Vorteil gegenüber dem Gegner hatte.
Das angewandte Prinzip, Energiespeicherung in einer
aufladbaren elektrischen Zelle, in der chemische
Stoffe durch einen elektrochemischen Prozess umgewandelt
und wieder zurückgebildet werden können,
hat sich bis heute nicht geändert. Durch die begrenzten
Kapazitäten der Akkumulatoren wurde als
Hauptantrieb ein Dieselmotor verwendet. Das Prinzip,
zwei Antriebe zu verwenden, wobei der Dieselmotor
den Ladestrom für den Akkumu lator erzeugt, hatte
auch nach dem zweiten Weltkrieg Bestand. Akkumu-
Zur Lerneinheit
AKKUMULATOREN

| 8 >> AKKUMULATOREN
Geballte Energie für unterwegs
Flunderflache Handys, winzige MP3-Player und
leistungsstarke Subnotebooks mit passablen Laufzeiten
– diese Entwicklungen hätte es ohne sie nicht
gegeben: Lithiumionen-Akkus (LiA). Kein anderes
Batteriesystem speichert so viel elektrische Energie
auf wenig Raum und ist dabei so leicht und formbar.
Außerdem darf man LiA nach Belieben laden und entladen.
Denn im Gegensatz zu Nickel-Cadmium-Akkus
haben sie keinen Memory-Effekt, den Laufzeitverlust,
der zustande kommt, wenn man nicht vollständig entund
auflädt. Mit ihren vielfältigen Vorteilen haben
die Kraftpakete die chemischen Nebenbuhler aus den
meisten mobilen Kleingeräten verdrängt. Als nächstes
sollen sie den Tiger samt Tank aus Kraftfahrzeugen
vertreiben.
Auf der anderen Seite kratzen Rückrufaktionen wegen
Brandgefahr immer wieder am guten Ruf der LiA,
ebenso wie vereinzelte Meldungen über Laptops oder
Handys, die sich spontan entzünden. Das zeigt, wie
schwierig es ist, derart stark gebündelte Energie im
Zaum zu halten. Sie muss kontrolliert und nicht auf
einen Schlag freigesetzt werden. Die Hersteller sind
also mit gegensätzlichen Anforderungen konfrontiert:
höhere Energiedichte auf der einen Seite, mehr
Sicherheit auf der anderen – und kostengünstig soll
es sein. Für jede neue Anwendung müssen sie diese
Punkte gegeneinander abwägen.
Die gängigsten LiA sind die so genannten 18650er
Zellen (Abb.). Sie haben das beste Preis-Leistungs-
Verhältnis unter ihresgleichen. Vor allem in Notebooks
findet man sie – meist vier bis neun pro Akkupack.
Sie bestehen aus eng gewickelten Schichten: Auf
leitenden Folien sitzen die Elektroden. Dazwischen
befinden sich Separatoren, die verhindern, dass sie
sich berühren und es zum Kurzschluss kommt. Alles
ist getränkt mit Elektrolyt, der aus organischen Lösemitteln
mit Lithiumsalzen besteht. Er ist zwar brennbar,
aber derzeit die einzige brauchbare Lösung, da
Wasser und Lithium eine feurige Mischung ergeben.
© Panasonic Industrial Europe GmbH
Berstventil
Stromkreisunterbrecher
Isolierung
Minuspol
(Zellgehäuse)
Pluspol
Dichtung
Stromabnehmer
PTC- (positive
temperature coefficient)
Widerstand
Separator
Kathode
Anode
Die am häufigsten verwendete Lithium ionen-Zelle ist die
vom Typ 18650 – mit einem Durchmesser von 18 mm und
einer Länge von 65 mm
Als Elektrodenmaterial dienen Verbindungen, die Lithiumionen
ein- und auslagern können: Kohlenstoff
für die Anode und Lithium-Übergangsmetalloxide für
die Kathode. Im Gegensatz zu Elektroden aus reinem
Lithium bleibt die Struktur besser erhalten und das
Kurzschlussrisiko ist stark eingeschränkt. Außerdem
muss bei der Produktion nicht mehr mit leicht entzündlichem
Lithiummetall hantiert werden.
Der größte Feind fast aller Akkutypen ist Hitze, weil
sie deren Lebensdauer verkürzt. LiA reagieren besonders
empfindlich darauf. Herkömmliche Varianten mit
Lithiumcobaltoxid-Kathode sind bis etwa 60 °C stabil.
Bei höheren Temperaturen kommt es bestenfalls zu
dauerhaften Leistungsverlusten, im schlimmsten Fall
zum Brand. Vor allem Überladung durch defekte oder
falsche Ladegeräte, Produktionsfehler und äußere
Einflüsse wie Überhitzen, Knicken und Durchstoßen
können die Temperatur im Inneren gefährlich ansteigen
lassen. Das wiederum kann verschiedene
Reaktionen in der Zelle initiieren und beschleunigen,
die exotherm ablaufen. Wenn die erzeugte Hitze
den Wärmeabtransport übersteigt, kann es zum so
genannten thermal runaway oder thermischen Durchgehen
kommen. Die Zelle brennt unaufhaltsam ab
oder explodiert.

Damit so etwas nicht passiert, schützen verschiedene
Sicherheitsmechanismen die Akkus, indem sie diese
etwa bei zu hohen Temperaturen zeitweilig oder für
immer deaktivieren. Eingesetzt werden häufig Berstventile,
die sich öffnen, wenn der Druck in der Zelle
plötzlich ansteigt, und Gas oder Elektrolyt ablassen.
Neuere Versionen kappen beim Bersten den Stromkreis.
Auch PTC-Widerstände werden in LiA integriert.
Fließt schlagartig zu viel Strom aus dem Akku laufen
diese Kaltleiter heiß, senken ihre Leitfähigkeit und
drosseln somit den Stromfluss. Umgekehrt bremsen
sie den Ladevorgang, wenn die Temperatur der Zelle
zu hoch ist.
Weiterentwicklungen
der herkömmlichen Separatoren sind Shutdown-
Separatoren. Sie bestehen meist aus zwei bis drei
Lagen diaxial gestrecktem und deshalb mikroporösem
– also elektrolytdurchlässigem – Polyethylen (PE)
und Polypropylen (PP): PE/PP oder PP/PE/PP. Steigt
die Zelltemperatur zu stark an, wird das PE weicher
und schließt seine Poren. Der Stromfluss wird unterbrochen,
es kommt zum „shutdown“. Bestünde der
Separator aus reinem PE, würde dieser Schutz nur bis
etwa 135 °C funktionieren, denn dann schmilzt PE.
Die zusätzliche PP-Schicht gibt dem Separator Halt
bis zu 165 °C. Dann bricht der Damm.
Sicherheitsbauteile kosten Geld und Platz. Deshalb
verzichten die Hersteller umso eher darauf, je kleiner
die Akkus werden sollen. Zum Glück ist auch die
Feuersbrunst, die von ihnen ausgehen kann, umso
schwächer. Berichte über explodierende Handyakkus,
die Menschen ins Jenseits beförderten, stellten sich
als falsch heraus. Die Wucht ist nicht viel heftiger als
die von Silvesterkrachern.
AKKUMULATOREN

Die rund 6.800
Lithiumionen-
Zellen, die den
„Tank“ des Tes-
la Roadster bil-
den, speichern
53 Kilowattstun-
den an elek-
trischer Energie.
Das entspricht
zwar nur acht
Litern Benzin,
reicht aber laut
Herstelleranga-
ben, um damit
| 10 >> AKKUMULATOREN
im Schnitt
340 Kilometer
zurückzulegen.
Höchstge-
schwindigkeit:
200 Stunden-
kilometer.
Eines der Hauptprobleme, mit dem Entwickler zu
kämpfen haben, ist die Lebensdauer der Akkus. Bei
LiA schreitet die Alterung nicht nur mit ihrer Nutzung
voran, sondern wie beim Menschen auch mit der Zeit.
Bei kurzlebigen Konsumwaren wie Handys, die nach
zwei bis drei Jahren veraltet sind, ist das weniger
tragisch. In Autos aber sollte ein Akku mindestens
acht Jahre halten, wenn sie sich durchsetzen wol-
len. Auch hier sind neue Kathodenmaterialien wie
Lithiumnickelmangancobaltoxid und -eisenphosphat
vielversprechende Kandidaten. Beide Systeme haben
zudem sehr geringe Impedanzen (Innenwiderstände).
Deshalb vertragen sie kurze Ladepulse, die etwa bei
der Bremsenergierückgewinnung eingespeist werden,
und lassen sich schnell laden.
Ausgereift für den Masseneinsatz in Elektro- oder
Hybridautos sind LiA nicht. Noch dominieren Nickelmetallhydrid-Akkus
dieses Feld. Eines der wenigen
verfügbaren Elektroautos, das seine Energie aus
LiA zieht, ist der Sportwagen Tesla Roadster. Rund
6.800 18650er Zellen sind darin zu elf Modulen
zusammengefasst. Voll geladen kommt man nach
Herstellerangaben etwa 340 Kilometer weit. Neben
PTC-Widerständen und Berstventilen sorgen ein elektrisches
Managementsystem, das die Module einzeln
überwacht, auf- und entlädt, sowie eine spezielle
Klimaanlage für Sicherheit. Experten bezweifeln, dass
sich die aufwändige Technik durchsetzt. Momentan
allerdings profitiert die Tesla Motors Inc. von den
verhältnismäßig günstigen Kosten, die durch die Massenfertigung
der Standardzellen erzielt werden, und
deren guter Verfügbarkeit. Preiswert ist der Roadster
trotzdem nicht. Um die 100.000 Euro brutto muss
man dafür zahlen.
© Tesla Motors Inc.
Noch sind LiA zu teuer, um sie in Fahrzeugen für den
Massenmarkt einzusetzen. Experten schätzen, dass
die Kosten für Hochenergie-Zellen derzeit bei mehr
als 540 Euro pro Kilowattstunde liegen, die für Hochleistungsbatterien
bei 810 Euro. Als Schmerzgrenze
für die Markteinführung müssen sie auf höchstens
300 Euro pro Kilowattstunde fallen, schätzt Dirk Uwe
Sauer vom Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische
Antriebe der Rheinisch-Westfälischen Technischen
Hochschule Aachen. „Durch Warten passiert
das nicht“, sagt er, „nur durch Massenfertigung“.
Um diese anzukurbeln, hat die Bundesregierung
beschlossen, in einer ersten von drei Phasen die
Marktvorbereitung von Elektromobilen bis 2011 mit
500 Millionen Euro zu fördern. Dazu kommen 200
Millionen Euro aus den normalen Haushalten der verschiedenen
Ministerien und diverse Mittel aus einzelnen
Bundesländern. Zum Vergleich: Anfang 2009 hat
die USA bereits kräftig Öl ins Feuer der heimischen
Forschung gegossen. Sie hat 2 Milliarden US-Dollar
(1,44 Milliarden Euro) reserviert – ausschließlich für
Batterietechnik.
So funktioniert ein Lithium ionen-Akku:
Zellreaktionen
Kathode:
Anode:
Gesamt:
laden
x Li + + C (Graphit) + x e 6 - Li C x 6
(0 < x < 1)
LiCoO 2 + C 6
LiCoO 2
laden
entladen
entladen
laden
entladen
Li 1-x CoCO 2 + x Li + + x e -
Li 1-x CoO 2 + Li x C 6
(0 < x < 0,6)
Da es zu gefährlich ist, reines Lithiummetall als
Elektroden in Akkus einzusetzen, lagert man heute
positiv geladene Lithiumionen in die Zwischenräume
von Gittern aus Kohlenstoff (Anode) ein. Auf der an-
deren Seite (Kathode) dient den Ionen ein Gerüst aus

Mischoxiden wie das häufig verwendete Lithiumcobaltoxid
als Unterschlupf, wo sie sich eigentlich lieber
aufhalten. Deshalb wandern die Ionen aus eigenem
Antrieb von der Anode in die Lösung (den Elektrolyten),
die sich zwischen den beiden Elektroden
befindet, wenn man ein Gerät, das Strom benötigt,
zwischen den Elektroden anschließt. Dann lassen sie
sich in dem Mischoxidgerüst nieder. Für jedes eingelagerte
Ion fließt zum Ladungsausgleich ein Elektron
von der Kohlenstoff-Elektrode durch das Gerät zur
Mischoxid-Elektrode – elektrischer Strom also.
Lädt man den Akku auf, werden die Wanderungen
umgekehrt. Elektronen werden von der Mischoxid- in
die Kohlenstoff-Elektrode „gepumpt“. Zum Ausgleich
wandern die Lithiumionen nun vom Mischoxid in den
Kohlenstoff zurück. +djs
Info Info Info Info
Was man beachten sollte, wenn man
Lithiumionen­Akkus (LiA) benutzt
• LiA und Ladegerät sind fein aufeinander abgestimmt.
Kaufen Sie keine Billig-LiA oder Ladegeräte
von anderen Herstellern als dem ursprünglichen.
Achten Sie dabei auf das Herstellungsdatum, denn
Akkus altern wie verderbliche Waren mit der Zeit.
• Setzen Sie LiA niemals hohen Temperaturen oder
Feuchtigkeit aus. Laptops, die an heißen Sommertagen
im Auto vergessen werden, können überhitzen.
Dadurch altern sie schneller, oder es kommt
zum Totalausfall oder Brand.
• Achten Sie darauf, dass die Lüftungen von mobilen
Geräten niemals blockiert sind. Der gemütliche
Fernsehabend ist schnell vorbei, wenn die Bettdecke
die Laptopkühlung verstopft.
• Lassen Sie die Kontakte von LiA nicht in Berührung
mit metallischen Gegenständen, etwa Münzen oder
Schlüssel, kommen.
• Setzen Sie die LiA oder Notebooks keinem Druck
aus und lassen Sie sie nicht fallen. Akkus mit sichtbaren
Beschädigungen (Dellen, Kratzer, Korrosionsspuren)
nicht verwenden! Vermuten Sie Schäden,
kontaktieren Sie vorsichtshalber den Hersteller.
AKKUMULATOREN

Explosionswärmen
und
Detonationsgeschwindigkeiten
von gängigen
Explosivstoffen
Quellen:
[1] WikiPedia;
[2] Römpp Online
| 12 >> EXPLOSIVSTOFFE - ALLES NITRO ODER WAS?
Explosivstoffe – Alles Nitro oder was?
Sie haben eine verheerende,
destruktive
Wirkung, sind aber bei
kontrolliertem Einsatz
ein wichtiges Handwerkszeug,
z. B. im
Bergbau, im Bauwesen
(Abbruch) oder im
Verkehrsbau (Tunnel),
tragen als Feuerwerk
zur Unterhaltung bei
und stehen in Verbindung
mit dem Nobelpreis:
Explosivstoffe.
Formal lassen sich
Explo sivstoffe in verschiedene
Kategorien
– z. B. Sprengstoffe
(TNT) oder Schießstoffe
(Schwarzpulver) – ein-
Schwarzpulver
Schwarzpulver bzw. verwandte Gemische stellen die
ältesten vom Menschen genutzten Explosivstoffe
dar. Eine genaue Datierung der ersten Nutzung ist
schwer möglich. Der Gebrauch solcher Substanzen im
13. Jahrhundert sowohl in China als auch in Europa
gilt aber als schriftlich verbürgt. Verwendet wurde
es schon früh als Treibmittel für Schusswaffen, aber
auch für Feuerwerke. Während es im ersten Bereich
mittlerweile weitestgehend durch andere Stoffe (z. B.
Cellulosenitrat) ersetzt ist, wird es noch heute in
teilen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über einige
der wichtigsten Explosivstoffe, die in ihnen enthaltenen
chemischen Substanzen und ihren Energiegehalt.
Explosivstoffe lassen sich grob in zwei Gruppen unterteilen:
zum einen organische Verbindungen (oftmals
mit Nitro-Gruppen als Sauerstofflieferanten),
zum anderen stark sauerstoffhaltige anorganische
Salze (häufig Nitrate oder Chlorate) im Gemisch mit
Brennstoffen (z. B. Kohlepulver).
Bei der Explosion setzen sich diese Substanzen
bzw. Gemische um, es entstehen in der Regel große
Wärmemengen und – durch die bei der Reaktion
entstehenden Gase wie Kohlendioxid, Stickstoff oder
Wasserdampf – große, sich schnell ausbreitende
Gasvolumina, die beide für die Explosionswirkung
verantwortlich sind. Entsprechend sind die Explosionswärme
und die Detona tionsgeschwindigkeit zwei
der wichtigsten Kenngrößen für Explosivstoffe (siehe
Tabelle für Beispiele). Die zertrümmernde Wirkung
von Explosivstoffen wird als Brisanz bezeichnet.
Substanz Explosionswärme in kJ kg ­1 Detonationsgeschwindigkeit in m s ­1
Schwarzpulver [1] 2700 300–600
Cellulosenitrat [2] 4410 6800
Nitroglycerin [2] 6770 7600
TNT [2] 4520 6900
Pikrinsäure [2] 4520 7350
Nitropenta [2] 6400 8400
Hexogen [2] 5720 8750
vielen Feuerwerkskörpern verarbeitet. Die gängige
Mischung (in Massen-%) besteht aus 75 % Kalisalpeter
(Kaliumnitrat), 15 % Kohlepulver und 10 %
Schwefel.
Schießbaumwolle
Einen großen Fortschritt auf dem Gebiet der Treibmittel
stellte das Mitte des 19. Jahrhunderts erstmals
synthetisierte Cellulosenitrat dar, welches durch
Umsetzung von Cellulose mit Nitriersäure entsteht.
Ab einem Stickstoffgehalt von 12,75 Massen-%

(entspricht einem Nitrierungsgrad von etwa 2,5)
bezeichnet man das Produkt umgangssprachlich als
Schießbaumwolle. In der Praxis liegt der Stickstoffgehalt
zwischen 13,0 und 13,4 Massen-%. Ein großer
Vorteil von Cellulosenitrat ist die raucharme Verbrennung,
die es für viele Einsatzgebiete interessant
macht, vom Schießpulver bis hin zum Tischfeuerwerk.
Ein Gemisch aus rund 70 Massen-% Cellulosenitrat
mit einem Nitrierungsgrad von etwa 2 und 30 Massen-%
Campher ist besser unter dem Namen Celluloid
bekannt, was auch die hohe Feuerempfindlichkeit
alter Filme erklärt. Während Celluloid bei der Filmherstellung
schon seit langem durch andere Kunststoffe
abgelöst ist, bleibt es für die Tischtennisballherstellung
nach wie vor der Werkstoff der Wahl.
O
O
O2N O
NO 2
O
O NO2
Cellulosenitrat (Nitrocellulose, Schießbaumwolle)
Summenformel: C 6H 7N 3O 11 / CAS-RN: 9004-70-0
Nitroglycerin
Nitroglycerin – bzw. Glyceroltrinitrat – wird durch
Nitrierung des entsprechenden Alkohols (hier: Glycerol)
hergestellt und ist ebenfalls seit der Mitte
des 19. Jahrhunderts bekannt. Die Handhabung
reinen Nitroglycerins ist aufgrund der hohen Empfindlichkeit
sehr schwierig. Der Durchbruch gelang
hier Alfred Nobel mit der Entwicklung des Dynamits
(Patent 1867): Drei Teile Nitroglycerin werden mit
einem Teil Kieselgur als Trägermaterial und etwas
Soda als Stabilisator vermischt. Der daraus entstehende
Feststoff ist deutlich besser handhabbar als
Nitroglycerin – hat allerdings aufgrund des Anteils
an Trägermaterial auch eine geringere Sprengkraft.
Zahlreiche Weiterentwicklungen – viele davon durch
Alfred Nobel – verbesserten diese Eigenschaften, wie
EXPLOSIVSTOFFE - ALLES NITRO ODER WAS?

Filterpapier mit
Bariumpikrat
| 14 >> EXPLOSIVSTOFFE - ALLES NITRO ODER WAS?
zu bilden. Diese Pikrate waren Ursache für viele Unfälle,
weshalb die Pikrinsäure mit der Zeit in vielen
Anwendungsbereichen durch das bereits erwähnte
TNT oder andere Explosivstoffe fast vollständig verdrängt
wurde.
R
O 2 N NO 2
NO 2
TNT (2,4,6-Trinitrotoluol, R = CH3) Summenformel: C7H5N3O 6 / CAS-RN: 118-96-7 / InChI-Key:
SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYAZ
Pikrinsäure (2,4,6-Trinitrophenol, R = OH)
Summenformel: C6H3N3O 7 / CAS-RN: 88-89-1 / InChI-Key:
OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYAM
Nitropenta
Obwohl schon gegen Ende des 19. Jahrhunderts erstmals
synthetisiert, wurde Nitropenta erst nach dem
1. Weltkrieg zunehmend ein Erfolg. Wie viele andere
Explosivstoffe ist es ebenfalls ein Salpetersäure -
ester des entsprechenden Alkohols. Nitropenta ist ein
sowohl im militärischen als auch gewerblichen Bereich
häufig eingesetzter, hochbrisanter Explosivstoff.
Eines der Haupteinsatzgebiete ist die Verwendung
in Plastiksprengstoffen (in Kombination mit entsprechenden
Plastifizierungsmitteln und teilweise anderen
Explosivstoffen). So ist Nitropenta z. B. eine der
Hauptkomponenten in den bekannten tschechischen
Semtex-Plastiksprengstoffen. Neben der Verwendung
als Sprengstoff wird es auch häufig im medizinischen
Bereich eingesetzt, da es ebenfalls gefäßerweiternd
wirkt.
In den Massenmedien war Nitropenta zuletzt zum
Jahreswechsel 2009/2010 stark vertreten, nachdem
am 25. Dezember 2009 ein mutmaßlicher Terrorist an
Bord eines Linienfluges von Amsterdam nach Detroit
vergeblich versuchte, ca. 80g dieser Substanz zur
Zündung zu bringen.
O2N O O
NO2 O2N
O O
NO2
1,3­Bis(nitryloxy)­2,2­bis(nitryloxy­methyl)­propan
(Nitropenta, PETN) / Summenformel: C5H8N 4O12 / CAS-RN:
78-11-5 / InChI-Key: TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYAE
Hexogen
Ein weiterer hochbrisanter Explosivstoff ist Hexogen,
welches erstmals 1898 hergestellt wurde. Die
Darstellung erfolgt durch Umsetzung von Urotropin
(Hexamethylentetramin) mit konzentrierter Salpetersäure.
Hexogen ist weit verbreitet und wird häufig
in Plastiksprengstoffen verwendet. So ist es z. B.
ebenfalls in den Semtex-Sprengstoffen enthalten
und mit 91 Massen-% die Hauptkomponente von
C4-Plastiksprengstoff.
NO2
N
N N
O2N NO2
Hexahydro­1,3,5­trinitro­1,3,5­triazin (Hexogen, RDX)/
Summenformel: C3H6N6O 6 / CAS-RN: 121-82-4 / InChI-Key:
XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYAY

ENERGIE UND RESSOURCEN SPAREN MIT GOLDKATALYSE

Gold-katalysierte
Synthese von
Ameisensäuremethylester
aus
Methanol und
Sauerstoff
| 16 >> ENERGIEBEDARF UND NAHRUNGSENERGIE
H3C OH + O2 Dafür überführten sie das normalerweise inerte Metall
in eine schwammartige aber stabile Struktur. Aus einer
Gold-Silber-Legierung lösten sie den Silberanteil
heraus und erzeugten dadurch nanoporöses Gold mit
einer für das menschliche Auge nicht erkennbaren
Porengröße von 10 bis 50 nm.
Auf der speziellen Oberfläche kann das Methanol dann
bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur von
unter 80 °C zum Ester umgewandelt werden, ohne
dass unerwünschte Oxidationsprodukte wie Kohlendioxid,
Formaldehyd oder Ameisensäure entstehen.
Au (cat)
1bar, 80°C
H3C O
Wie bei Katalysatoren üblich, reichen bereits kleinste
Mengen Gold, um die Reaktion von Sauerstoff und
Methanol in Gang zu bringen. Danach liegt das Edelmetall
nahezu unverändert vor und kann theoretisch
immer wieder verwendet werden. Die herstellenden
Länder müssten also selbst bei industrieller Fertigung
nicht um ihre Goldreserven bangen. Die Vorteile des
Verfahrens sprechen für sich: einfach erhältliche Ausgangsstoffe,
ein ungiftiger und wiederverwendbarer
Katalysator, niedrige Reaktionstemperaturen und
keine Nebenprodukte. Es bleibt zu hoffen, dass Ameisensäuremethylester
zukünftig auch im
großen Maßstab so energiesparend
und ökologisch nachhaltig
produziert wird.
+ab/dk
O
H
Zur Lerneinheit
Energiebedarf und Nahrungsenergie
Unser Gastartikel von Frau Dr. Olias (Institut für
Ernährungsforschung, Potsdam)
Wenn wir essen, nehmen wir nicht nur Baustoffe für
unseren Körper auf, sondern auch lebensnotwendige
Energie. Wie viel Energie eine Person insgesamt benötigt
hängt von verschiedenen Faktoren ab: dem
Grundumsatz, dem Leistungsumsatz und der nahrungsinduzierten
Thermogenese.
Der Grundumsatz umfasst die Energie, die im Wachzustand
bei völliger körperlicher Ruhe zur Aufrechterhaltung
der Körperfunktionen erforderlich ist. Er
ist abhängig von Alter, Gewicht, Muskelmasse oder
Geschlecht. Bei Erwachsenen mit leichter körperlicher
Arbeits- und Freizeitbelastung macht der Grundumsatz
etwa 50 bis 60 Prozent des gesamten Tagesenergiebedarfs
aus. Dabei hat das menschliche Gehirn
mit etwa 20 Prozent einen recht großen Anteil am
Grundumsatz. Die meiste Energie benötigt es für
unbewusste Denkprozesse. Ständig muss es Sinneseindrücke
verarbeiten oder koordinieren. Selbst wenn
wir schlafen, ist es aktiv und sorgt dafür, dass wir
beim Träumen weiteratmen und nicht aus dem Bett
fallen. Dagegen steigern angestrengtes Lernen oder
Denken den Energieverbrauch des Hirns kaum. Sicher
eine enttäuschende Nachricht für alle, die hofften,
sich „schlank denken“ zu können.
Durch körperliche Aktivität lässt sich hinsichtlich
eines gesteigerten Energieverbrauchs schon mehr
bewirken. Die Energiemenge, die für Bewegungen
verbraucht wird, entspricht dem Leistungsumsatz und
ist unter anderem von der Art der Bewegung und vom
Körpergewicht abhängig. Beispielsweise verbraucht
eine 60 Kilogramm schwere Frau mittleren Alters
beim Gehen mit einer Geschwindigkeit von drei bis
acht Stundenkilometern 110 bis 560 Kilokalorien pro
Stunde. Würde sie mit einer Geschwindigkeit von 19
Stundenkilometern laufen, würde sich ihr Energieverbrauch
auf 1.840 Kilokalorien erhöhen. Körperlich
aktiv zu sein, wirkt zudem dem altersbedingten Muskelabbau
entgegen. Ein hoher Muskelanteil ist nicht

nur mit einem erhöhten Grundumsatz verbunden,
sondern senkt zudem das Risiko für Erkrankungen
des Bewegungsapparates oder Diabetes.
Auch für die Verdauung, die Resorption und den
Transport von Nährstoffen benötigt der Körper
Energie, so dass der Energieumsatz nach dem Essen
steigt. Die postprandiale Steigerung des Energieumsatzes
entspricht der nahrungsinduzierten Thermogenese
und hängt ausschließlich von der Art und Menge
der aufgenommenen Nahrung ab. Unter normalen
Bedingungen sind etwa acht bis 15 Prozent des täglichen
Gesamtenergiebedarfs auf die nahrungsinduzierte
Thermogenese zurückzuführen.
Zusammengenommen benötigt eine erwachsene Frau
im Schnitt etwa 2.000 Kilokalorien pro Tag, um ein
normales Körpergewicht zu halten – ein erwachsener
Mann braucht um die 2.400 Kilokalorien. Nimmt man
mehr Energie über Essen und Trinken auf, als man
für den Erhalt seines Normalgewichts benötigt, wird
die überschüssige Energie in Form von Fett gespeichert
– man wird dick. Bereits mehr als die Hälfte
der Erwachsenen in unserer Gesellschaft schaffen
es nicht, eine positive Energiebilanz und das damit
verbundene Übergewicht zu vermeiden. Einen Grund
hierfür sehen Ernährungsforscher in dem derzeitigen
Nahrungsmittelangebot. Denn viele der heutigen Lebensmittel
schmecken nicht nur gut, sondern strotzen
nur so vor Energie. Zu den oftmals unerkannten,
nicht nur bei Kindern sehr beliebten Kalorienbomben
gehören beispielsweise Gummibärchen. Ein halber
Beutel der bunten Gesellen enthält zwar kein Fett
dafür aber sehr viel Zucker und liefert stolze 328
Kilokalorien. Wer nicht auf süß-saure Naschereien
verzichten möchte, dennoch aber seine Kalorienaufnahme
reduzieren will, der sollte es einmal mit
Obst probieren. Zum Beispiel Äpfel sind nicht nur
lecker, sondern enthalten Vitamine, Mineral- und
Ballaststoffe und schlagen pro 100 Gramm mit nur
54 Kilokalorien zu Buche. Aber nicht nur süße Snacks
sondern auch salzige Knabbereien können es in sich
haben. Zwar sind Nüsse an sich nicht ungesund, da
sie wertvolle B-Vitamine, Vitamin E und essentielle
ENERGIEBEDARF UND NAHRUNGSENERGIE

| 18 >> WIE VIEL ENERGIE STECKT IM MENSCHEN?
Wie viel Energie steckt im Menschen –
ein Selbsttest
Wissen Sie eigentlich, wie viel Kilokalorien
(kcal) Sie Tag für Tag zu sich nehmen?
Seit der EU-Verordnung 1924/2006 gibt es einheitliche
Vorgaben für die Nährwertangaben auf Lebensmittelverpackungen.
Die Tabellen geben die Werte
pro 100 g und oft auch auf eine Portion gerechnet
an. Die Empfehlungen sprechen von 2000 kcal für
die Durchschnittsfrau und 2200 kcal für den Durchschnittsmann.
Begleiten Sie mich einen Tag, um
ein konkretes Beispiel für die Aufnahme und den
Verbrauch von Energie im menschlichen Körper zu
bekommen.
Wenn sich der Wecker morgens um halb sieben mit
den aktuellen Nachrichten bemerkbar macht, dann
hat mein Körper seit Beginn des neuen Tages bereits
325 Kilokalorien verbraucht. Das entspricht einer
Dauerleistung von 58 Watt und würde in Form einer
Glühbirne für viel Licht sorgen. Der Mensch mag es
im Schlaf aber nicht hell, sondern warm, und so
sorgt die Energie unter anderem dafür, dass meine
Körpertemperatur bei annähernd 37 °C liegt – am
Abnehmen im Schlaf ist also sogar etwas dran, wenn
es nur kalt genug ist. Des Weiteren sorgt die gespeicherte
Energie in meinem Körper dafür, dass meine
Organe arbeiten, ich also zum Beispiel mit Sauerstoff
versorgt werde, mein Herz schlägt, dass sich der Körper
regeneriert und Haare und Fingernägel wachsen.
Die aktuellen Geschehnisse der Welt dringen tiefer
in mein Ohr und nach dem Aufstehen trinke ich als
erstes ein Glas Wasser. Die Energiezufuhr ist gleich
null, aber der über einen Zeitraum von 7–8 Stunden
Schlaf verlorenen Wassermenge wirke ich aus
Gewohnheit als erstes entgegen. Ich stehe auf den
Füßen, meine Muskeln halten das Gleichgewicht,
meine Arme sind in Bewegung. Gegenüber dem
Schlaf steigert sich der Energiebedarf um 30 kcal,
so dass ich nun 80 kcal pro Stunde umsetze, was
einer Leistung von 93 W entspricht. Der Gang ins
Bad mit einer fünf- bis zehnminütigen Dusche ist die
erste große Anstrengung, die mir aber gefühlt mehr
Energie bringt, als sie mich kostet. Während des
Duschens verbrauche ich ca. 50 kcal, für das komplette
Procedere am Morgen fallen insgesamt 75 kcal
an. Zum Frühstück gibt es die ersten Kilokalorien
des Tages entweder als Brot mit süßem Belag oder
in Form von Cornflakes und Müsli. Die Brotvariante
schlägt sich mit 590 kcal auf meine Energiebilanz
nieder. Eine frühstückstaugliche Schüssel Cornflakes/
Müsli mit 0,2 l Milch bringt 446 kcal mit sich. Heute
Morgen greife ich zum Brot und somit stehen 590 kcal
an zugeführter Energie 480 seit null Uhr verbrauchten
Kilokalorien gegenüber.
Den Weg zur Arbeit lege ich mit dem Rad zurück.
Acht Kilometer Strecke absolviere ich in Abhängigkeit
von der Musikauswahl in meinem MP3-Player und
der Verkehrssituation in 25–35 Minuten. Während
ich also 300 kcal auf dem Rad verbrenne, bekommt
mein Körper die erste Trainingseinheit, damit sich
die Büroarbeit nicht so schnell auf die Figur auswirkt.
Kurzzeitig entspricht die erzeugte Leistung von über
790 W der eines Netzteiles in einem aktuellen High-
End-PC mit mehreren Grafikkarten. Bei der Arbeit
angekommen schließe ich das Rad an und nehme die
Treppe bis zur Etage sieben, was mich schneller aus
der Puste bringt als das Radfahren. Danach folgt der
morgendliche Gruß an alle Kollegen und in weniger
als fünf Minuten sind 50 kcal verbraucht.
Von nun an beginnt die Denkarbeit. Die sitzende Arbeit
vor dem Computer und damit an diesem Artikel verbraucht
pro Stunde ca. 35 kcal. Dazu kommen die 80
kcal, die ich im wachen Zustand ohnehin schon Stunde
um Stunde verbrauche. Bei einem etwas über acht
Stunden dauernden Arbeitstag verbringe ich sieben
Stunden im Sitzen, in deren Durchschnitt eine Leistung
von 134 W erbracht wird. Die kreative und produktive
Leistung kann man leider nicht so einfach in Zahlenwerte
überführen. Ein Liter Tee über den Vormittag
verteilt liefert figurbewusste 25 kcal und dient somit
eher als Kühlflüssigkeit, denn als Energielieferant.
Ein kleiner Snack beruhigt den Magen bis zum Mittag
und Punkt 12 Uhr zeigt der Kilokalorienstand 1330
verbrauchte und 815 aufgenommene Kilokalorien an.

Kurz nach 12 Uhr füllen sich die Straßen im Gewerbegebiet
mit hungrigen Angestellten, die sich gleichmäßig
auf die Lokale und Kantinen verteilen. Mit
Kollegen gehe ich zum Italiener, dessen Tageskarte
Pasta Bolognese mit Käse und Salatgarnitur anbietet.
Ich wähle eine große Portion, da ich mich abends
mit einem Freund zum Badminton verabredet habe.
Nach dieser 1076 kcal starken Mischung aus Kohlenhydraten,
Eiweiß und Fett gibt es die obligatorische
Tasse schwarzen Kaffee und zusätzlich vier Kilokalorien.
Wenn ich also um 13 Uhr wieder am Schreibtisch
sitze, habe ich seit 0 Uhr 1410 kcal verbraucht
und 1995 kcal aufgenommen.
Der Nachmittag hat neben etwas Obst (100 kcal) und
einem weiteren Liter Tee nichts Nahrhaftes zu bieten.
Mein Gehirn ist gefordert: Am Computer erstelle ich
in Zusammenarbeit mit den CHEMGAROO-Redakteuren
neue Medienelemente für die ChemgaPedia,
damit Studenten und Schüler nicht so viel Energie
beim Lernen aufwenden müssen. Die Anfrage eines
ChemgaMedia-Kunden wird bearbeitet, im Anschluss
werden Arbeiten am Autorensystem der ChemgaPedia
ausgeführt und Probleme besprochen und gelöst. Bis
17 Uhr hat mein Körper 460 kcal verbraucht, von
denen „nur“ 140 kcal für diese Büroarbeiten aufgewendet
wurden. Ich wünsche einen schönen Feierabend
und bin kurze Zeit später im Sportcenter. Mit
Schläger, Charme und Wasser (Geschmacksrichtung
Melone) schaffen mein Spielpartner und ich in den
neunzig Minuten meist fünf Sätze. Der Sieg ist knapp
aber mein und ich habe ca. 390 kcal verbrannt, was
einer Durchschnittsleistung von 302 W entspricht. Da
meine Kraftreserven sich spürbar verringert haben,
trete ich ruhiger in die Pedale und wende 250 kcal
und mehr Zeit für den Heimweg auf. Mein Bauch sendet
deutliche Signale ans Gehirn und ich lege einen
kurzen Stopp an der Dönerbude ein – Döner, Kräuter
und scharf, Salat komplett zum Mitnehmen. Zu Hause
angekommen folgt nun der Teil, der an anderen Tagen
früher einsetzt: Abendessen und Ausspannen. In
meinem DVD-Player rotiert ein rasanter Actionfilm, in
dem Liam Neeson 96 Stunden Zeit hat seine Tochter
zu retten. Der Film ist gut und der Döner mit 620 kcal
WIE VIEL ENERGIE STECKT IM MENSCHEN?

| 20 >> KOCHEN MIT MAGNETISMUS
1.
2.
Kochen mit Magnetismus: Vor­ und
Nachteile des Induktionskochfeldes
Das Induktionskochfeld feiert einen Siegeszug in
deutschen Küchen. Das hat vor allem zwei Gründe:
Ein Induktionskochfeld heizt die Nahrung deutlich
schneller auf als ein Elektrokochfeld und verbraucht
dabei bis zu 20 % weniger Energie. Der Wirkungsgrad
beträgt ca. 90 %, bei einem Elektrokochfeld
ca. 55 % und bei einem Gasherd 40 %. Je nach
Beschaffenheit und Material des Kochgeschirrs kann
das Induktionskochfeld die Nahrung genauso schnell
erwärmen wie ein Gasherd.
Die Kochplatte selbst erwärmt sich nicht, sondern
nur das Kochgeschirr. Dies reduziert die Verbrennungsgefahr
beim Kochen, vor allem in Haushalten
mit Kindern.
Bei der Induktionskochplatte handelt es sich um
einen Elektromagneten basierend auf einer einlagigen
Kupferspule. Diese Spule erzeugt ein magnetisches
Wechselfeld, welches im Boden eines ferromagnetischen
Kochgeschirrs Wirbelströme induziert. Ein
Wirbelstrom ist ein in sich geschlossener Stromfluss
innerhalb des Leiters. Voraussetzung für einen Wirbelstrom
ist, dass der Leiter eine ausreichende Fläche
besitzt, damit ein kreisförmiger Stromfluss entstehen
kann. Durch den hohen Ohm´schen Widerstand des
ferromagnetischen Materials bewirken die Wirbelströme
eine Erwärmung des Materials.
Ein Vorteil dieser Technologie ist, dass das Kochgeschirr
selbst zum Heizelement wird. Auf diese Weise
©as
Wechselmagnetisches Feld
Schematische Darstellung zur Erzeugung von Wirbelströmen
erfolgt die Wärmeübertragung nur vom Kochgeschirr
auf die Nahrung. Der Energieverlust bei der Wärmeübertragung
von Herdplatte zu Kochgeschirr, wie bei
einem Elektro- oder Gaskochfeld, wird vermieden.
Weitere positive Eigenschaften werden durch die
Elektronik möglich, welche für die Steuerung des
Magnetfeldbetriebs notwendig ist. Zum Beispiel wird
das Magnetfeld abgeschaltet, wenn sich kein oder ein
ungeeignetes Kochgeschirr auf der Kochplatte befindet.
Das Induktionskochfeld hat aber auch Nachteile.
Es kann nur Kochgeschirr mit einem hohen Anteil
von ferromagnetischem Material (Eisen, Nickel) verwendet
werden. Bei Kochgeschirr aus zum Beispiel
Aluminium versagt das Induktionskochfeld.
Des Weiteren kann bei der Verwendung des Kochfeldes
elektromagnetische Streustrahlung auftreten.
Verwendet man einen zu kleinen Topf oder steht der
Topf nicht zentriert auf dem Kochfeld, breitet sich
ein Teil des Magnetfeldes zylindrisch aus. Dabei können
in einem Abstand von 10 bis 20 cm Strahlungen
auftreten, welche die empfohlenen Grenzwerte der
Internationalen Kommission zum Schutz vor Nichtionisierender
Strahlung (ICNIRP) erreichen. Jedoch ist
eine Gesundheitsschädigung bei einwandfrei funktionierenden
Induktionskochfeldern nicht zu befürchten.
Personen mit Herzschrittmachern sollten aber auf alle
Fälle vor der Anschaffung eines Induktionskochfeldes
ihren Arzt konsultieren. +hf
¯
Spule
Eisenscheibe
Zur Lerneinheit

Regenerative Energie
Derzeit wird Energie hauptsächlich aus Kohle, fossilen
Ressourcen und Kernspaltung gewonnen. Bei
der Kernspaltung entsteht Atommüll, der sich nur
sehr langsam abbaut, Abbau von Braunkohle senkt
das Grundwasser und Feinstaub belastet die Umwelt.
Bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, wie
Kohle, Gas und Öl, wird CO2 freigesetzt, das als Treibhausgas
bekannt ist. Außerdem gehen die fossilen
Ressourcen zurück. Die Internationale Energieagentur
(IEA) sagt ein globales Ölfördermaximum für 2020
voraus. Danach wird bei gleichem oder sogar steigendem
Energiebedarf mit sinkenden Förderungen
gerechnet. Die Quellen für Erdgas werden länger
reichen, sind jedoch ebenfalls begrenzt.
Erneuerbare Energien werden aus Ressourcen gewonnen,
die sich nicht erschöpfen oder schnell regenerieren.
Damit wir Menschen an unseren Lebensgewohnheiten
festhalten können, ist es wichtig, auf
erneuerbare Energien umzusteigen, die eine Menge
Vorteile aber auch einige Nachteile bergen. Bei keiner
der Möglichkeiten können nur die Vorteile betrachtet
werden. Um jedoch eine langfristige Energieabdeckung
zu gewährleisten, ist es nötig, nicht nur auf
die klassischen Energien zu setzen. Ein frühzeitiger
Umstieg auf erneuerbare Energien verlängert die Reserven
der fossilen Quellen.
In Deutschland wird erneuerbare Energie seit einigen
Jahren staatlich gefördert. Am 1. April 2000 trat
das Erneuerbare­Energien­Gesetz (EEG) in Kraft.
Dieses Gesetz verhalf der Ökostromerzeugung zum
Aufschwung, indem es Netzanbieter verpflichtet,
Strom von Anlagen für erneuerbare Energien abzunehmen
und zu vergüten.
Eine Studie des BEE (Bundesverband Erneuerbare
Energie e. V.) sagt voraus, dass 2020 50 % der
Stromversorgung aus erneuerbaren Energien gewonnen
werden kann. Momentan ist das Potenzial in
Deutschland noch weitgehend unerschlossen (Potenzialatlas,
erneuerbare Energien). Weltweit ist geplant,
REGENERATIVE ENERGIE

| 22 >> REGENERATIVE ENERGIE
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Zur Lerneinheit

weltweit zunehmend in Konkurrenz zur klassischen
Nahrungsmittelproduktion. Für die Welternährung
wird dies in den kommenden Jahren und Jahrzehnten
zu einem ernsten Problem werden.
Wasserkraft
Wasserkraft ist die am längsten bekannte Möglichkeit,
Energie zu erzeugen. Schon vor 1.000 Jahren
wurden z. B. Mühlen mit Hilfe von Wasserkraft angetrieben.
Heute werden ca. 16–20 % des weltweit
produzierten Stroms aus Wasserkraft erzeugt. Kleine
Anlagen können an Flüssen gebaut werden ohne
Wasser zu sammeln. Größere Anlagen werden mit
Hilfe von Staubecken realisiert. Der Vorteil von Wasserkraft
ist, dass die Energie ständig verfügbar und
gut speicherbar ist. Steigt der Stromverbrauch, wird
das Durchflussvolumen in den Turbinen gesteigert.
Einige Groß-Wasserkraftwerke haben in den letzten
Jahren für negative Schlagzeilen gesorgt. Menschen
wurden aus ihren Wohngegenden vertrieben, damit
© pixelio: qayyaq
Größtes Wasserkraftwerk der Ukraine, in Saporoshje,
mit einer Leistung von 1500 MW überbietet es manch
Kernkraftwerk.
große Stauseen angelegt werden konnten. Dammbrüche
überfluteten weite Landstriche und führten zu
großen Naturkatastrophen. Neuere Untersuchungen
ergaben auch ein hohes Kohlendioxidaufkommen
bei der Erschließung neuer Staubecken. Neuere Modelle
nutzen (wie bei der Windkraft) nicht nur die
Möglichkeiten an Land, sondern erzeugen auch aus
den Meeres- und Gezeitenströmungen Strom. In
Deutschland ist das Potenzial der Energieerzeugung
aus Wasserkraft weitgehend erschöpft. Reserven liegen
vor allem in der Renovierung und Verbesserung
vorhandener Kraftwerke. +as
DAS ENERGIEMONOPOL DER STROMVERSORGER

| 24 >> ENERGIEMONOPOL DER STROMVERSORGER
hat den Vorteil, einen viel größeren Wirkungsgrad
als herkömmliche Kraftwerke zu besitzen, bei denen
ein Großteil der Energie als Abwärme ungenutzt an
die Umgebung abgegeben wird. Kühltürme werden
gebaut, um die Abwärme loszuwerden, anstatt sie
zu nutzen. Wärme kann allerdings nicht beliebig weit
transportiert werden. Deshalb sind kleine dezentrale
BHKWs, die ihren Nahbereich versorgen, effizienter
als große Kraftwerke. Andererseits kann ein BHKW
effizienter und mit weniger Emissionen arbeiten als
viele einzelne private Heizungsanlagen.
Großkraftwerke arbeiten am wirtschaftlichsten bei
gleichbleibender Leistungsabgabe. Die Nachfrage ist
aber am Tag sehr viel größer als in der Nacht. Deswegen
schwankt der Strompreis im Laufe des Tages.
Pumpspeicherkraftwerke (das Umkehrprinzip
eines Waserkraftwerkes) werden eingesetzt, um
Energie in Zeiten geringerer Nachfrage zu speichern
und bei hoher Nachfrage wieder abzugeben.
Diese und weitere Technologien lassen sich auch
nutzen, um die natürlichen Schwankungen bei Windund
Sonnenenergie auszugleichen, auch wenn dabei
größere Zeiträume zu überbrücken sind.
Der Energiemix für die Versorgung mit erneuerbaren
Energien sollte so gewählt werden, dass die
vorhandenen Ressourcen optimal genutzt werden.
Bei Geothermie, Sonne und Wind gibt es regionale
Unterschiede; Biomasse sollte aus der nahen Umgebung
kommen. Die Vorteile für Gemeinden sind die
Schaffung von Arbeitsplätzen vor Ort, die Förderung
von kleinen Betrieben und ein teilweiser Rückfluss
der Ausgaben durch erhöhte Steuereinnahmen bzw.
durch Energieeinspeisung ins öffentliche Netz.
Durch dezentrale Energieversorgung kann man dafür
sorgen, dass Energie gerade bei extremen Preissteigerungen
für Öl und Gas bezahlbar bleibt, immer
dann zur Verfügung steht, wenn man sie braucht, und
die Umwelt so wenig wie möglich belastet wird. Es
geht aber nicht darum, kleine entkoppelte Einheiten
zu schaffen. Erst im Verbund können die regenerativen
Energien die herkömmlichen ersetzen. „Virtuelle
Zur Lerneinheit
Kraftwerke“ vernetzen unterschiedliche dezentrale
Kraftwerke (Wind-, Biogas- und Solaranlagen), um
verlässlich zu jeder Zeit die benötigte Energie bereitzustellen.
Auf Hochspannungsleitungen wird man
dabei nicht verzichten können. Nur die Energie wird
in Zukunft aus anderen Quellen kommen. +tvd
Weitere Informationen zu unseren Energie-Artikeln
in diesem +report+ finden Sie aktuell bei uns im
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Mit Energie in die Zukunft –
das Wissenschaftsjahr 2010
Bereits in unserem Artikel über erneuerbare Energien
haben wir die zunehmende Bedeutung der Nutzung
regenerativer Ressourcen angesprochen. Auch politisch
spielt heute und in den kommenden Jahren und
Jahrzehnten die Energiepolitik eine zentrale Rolle.
In Deutschland startet das Bundesministerium für
Bildung und Forschung (BMBF) das Wissenschaftsjahr
2010 und widmet sich gezielt dem Thema „Die
Zukunft der Energie“. Hier werden zentrale Fragen
behandelt: Wie sieht der Energiemix der Zukunft
aus? Wie wird die Energieversorgung unseres Landes
in den kommenden Jahrzehnten sichergestellt? Wie
erreichen wir den Durchbruch zu den erneuerbaren
Energien? Damit rückt das BMBF eine existentiell
bedeutsame Frage für die Gesellschaft in den Fokus
des Wissenschaftsjahres, welches die Debatte um
neue Lösungen und Konzepte für die künftige Energieversorgung
in die Mitte der Gesellschaft bringen
soll. So fördert das BMBF die Energieforschung im
Jahr 2010 mit mehr als 400 Millionen Euro, 10 %
mehr als im Vorjahr; in die
Forschungsbereiche
Energieeffizienz
und erneuerbare
Energien
werden fast
40 % dieses
Etats investiert.
Im
Wissenschaftsjahr,
welches das
BMBF zusammen mit vielen
anerkannten Partnern aus Forschung,
Wissenschaft und Wirtschaft
veranstaltet, werden Einblicke in die Welt der
Energieforschung und ihre Errungenschaften gegeben
sowie Modelle zum Thema Sicherheit, Wirtschaftlichkeit
und Klimaverträglichkeit bei der Nutzung von
Energien vorgestellt.
MIT ENERGIE IN DIE ZUKUNFT

| 26 >> LESERGESCHICHTEN
Pannen im Chemielabor – Geschichten
zum Schmunzeln
In unserem letzten +report+ II/2009 starte ten
wir einen Leseraufruf. Wir suchten lustige Laborgeschichten
aus dem Alltag. Wir danken für alle Einsendungen
und geben Ihnen hier eine kleine Lese probe:
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Der Nebelstreif
Der kleine Chemiker versprach sich viel von der
Erzeugung eines großen Nebelstreifs. Dies konnte
mit der sogenannten Berger-Mischung gelingen, einer
Paste aus Tetrachlorkohlenstoff und Zinkstaub.
Nachdem, wenn auch mit einem Missgeschick, die
Herstellung eines Zünders gelungen war, konnte ans
Werk gegangen werden. Sein Weitblick, der ihn bei
all seinen Experimenten begleitete, sagte ihm, dass
man ein solches Experiment am besten nicht in der
Wohnung, sondern im Freien ausführt. Die Wahl fiel
auf den Balkon der Wohnung, wo hinter den dortigen
Blumenkästen noch Platz war für das Auslegen und
Zünden der Mischung. Sofort entwickelte sich eine
gewaltige Nebelwolke, die in die Höhe stieg und leider
durch die ungünstigen Windverhältnisse in die höher
gelegene Wohnung eindrang, wo man zum Lüften alle
Fenster geöffnet hatte. Auf der anderen Seite dieser
Wohnung kam die Wolke durch das geöffnete Fenster
wieder zum Vorschein, und der Durchzug wurde von
den Bewohnern mit heftigen Hustenanfällen quittiert.
Zum Glück dauerte das Abbrennen der Mischung nur
kurze Zeit. Als sich der Nebel verzogen hatte, wurde
deutlich, dass der Blumenkasten großflächig angekohlt
war. An einen Ersatz war zu damaligen Zeiten
nicht zu denken, aber der am Experiment beteiligte
Freund wusste Rat. „Wir drehen den Blumenkasten
einfach herum. Von der Straße aus sieht niemand
den Schaden. Außerdem sehen wir uns nach etwas
Farbe um, mit der wir die verkohlte Stelle überpinseln
können". Gesagt - getan. Leider offenbarte der
Blumenkasten hierbei noch eine andere, bisher verborgen
gebliebene Schwäche: Beim Hochheben des
Kastens blieb der abgefaulte Boden stehen, und der
Blumenkasteninhalt ergoss sich großenteils in den
Vorgarten. Der Rest des Tages war mit dem Aufsammeln
des Inhaltes ausgefüllt und mit dem Wiederbepflanzen
des umgedrehten Blumenkastens. In der
Tat ist niemandem jemals die schadhafte Stelle am
Kasten aufgefallen. Nur die Obermieter hatten allen
Grund zu einer nachdrücklichen Beschwerde.
Dr. Robert Fugmann, Idstein
Als kleines Dankeschön erhalten die Autoren der Schmunzelgeschichten
das Buch „Die Gifte der Weltgeschichte“. +ap

Tränen im Hörsaal
Meine Geschichte spielt etwa 1958 im Großen Chemischen
Hörsaal in Leipzig, Brüderstraße 34 (seit
2009 „Historische Stätte der Chemie“). Als Vorlesungsassistent
benutzte ich für Experimentalarbeiten
auch den Hörsaalabzug. Eines Tages hatte
eine Laborantin Bromaceton hergestellt und wollte die
organische Phase im Scheidetrichter entsäuern. Kühn
ließ sie die Sodalösung in starkem Strahl fließen.
Natürlich schäumte alles über, und das Tränengas
verbreitete sich im Hörsaal. Professor Egon Uhlig
musste seine wenig später fällige Vorlesung in einen
anderen Hörsaal verlegen – diesmal ließ er sich noch
besänftigen. Einige Zeit später wurde o-Xylylbromid
gebraucht. Vorsichtshalber ließ ich es in einem anderen
Gebäude herstellen und destillieren. Unbemerkt
brachte dann aber dieselbe Laborantin die Spinne mit
vier gefüllten Kolben in den Hörsaalabzug, stellte sie
dort ungünstig ab, zog die Scheibe herunter. Krach!
Die Kolben gingen zu Bruch und erneut ergoss sich
tränenreizende Flüssigkeit, diesmal pur, in den Hörsaal.
Zu allem Unglück kam wieder Professor Uhlig
vorbei. Augenzeugen berichteten später belustigt, wie
wir beide, ich eifrig wischend, er wutentbrannt, aber
alle beide heftig heulend, uns gegenseitig anschrien.
Übrigens war für den Abend eine Festveranstaltung
der Chemischen Gesellschaft im Hörsaal angesetzt.
So schlich ich zerknirscht zum Institutsdirektor, Professor
Wilhelm Treibs. Der aber nahm es gelassen:
„Na, da werden wir eben alle etwas heulen müssen.“
Der Hausmeister heizte und lüftete kräftig, um die
Dämpfe einigermaßen zu vertreiben, und die Veranstaltung
ging ohne große Probleme über die Bühne.
Dr. Gunther Fischer, Leipzig
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62. Ausgabe des +report+ ISSN: 0930-276X ©2010 FIZ CHEMIE