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Urlaub
Einfach mehr drauf haben
Wie Schatzkästchen verwahren Flashspeicher unsere ...Bilder, Songs und Daten in Kameras, USB-Sticks, Handys und Computern und geben sie auf Knopfdruck wieder frei. Weil Flashspeicher, anders als Festplatten, ohne bewegliche Teile auskommen, arbeiten sie geräuschlos und energiesparend. Auf dem Speicher selbst sitzen dicht gedrängt Milliarden von Speicherzellen. Jede davon kann über 100.000-mal beschrieben und beinahe unendlich oft ausgelesen werden. Die permanente Miniaturisierung der Geräte verschärft dieses Platzproblem noch, doch die Chemie kann helfen: Hochreines Hexachlordisilan, ein Rohstoff auf Siliziumbasis, ermöglicht feinste Strukturbreiten der Zellen noch unter den heute üblichen 25 Nanometern (ca. 1/3.000 eines menschlichen Haares). Das heißt: Flashspeicher fassen noch viel mehr Daten – und unsere Geräte haben einfach mehr drauf.
Urlaub
Leicht zu tragen, hart im Nehmen
Die schönste Zeit des Jahres ist für ihn die härteste. ...Ihr Koffer erlebt während Ihres Urlaubs enge Schränke, kalte Frachträume sowie Stürze, Rempler und kilometerlange Förderbänder. Als treuer Begleiter trotzt er diesen Strapazen mit harter Schale. Und das Reisen macht er Ihnen auch noch so leicht wie möglich. Das funktioniert dank des 1953 in Deutschland entwickelten Kunststoffs Polycarbonat (PC): Dieser ist äußerst stabil, stoßfest und extrem hitze- und kältebeständig – also das ideale Material für Gepäck, das überall auf der Welt zu Hause sein soll. Im Vergleich zu anderen Kunststoffen und zu Aluminium ist er ein echtes Leichtgewicht – und kann so manchen Euro für Übergepäck sparen.
Urlaub
Badespaß dank Chemiefaser
Badebekleidung bestand früher aus Baumwolle, die nach ...dem Schwimmen wie ein nasser Sack am Körper hing. 1935 veränderte die Chemiefaser Polyamid die Modewelt. Polyamid (auch: Nylon oder Perlon) ist eine sehr haltbare und zugleich leichte Faser. Sie nimmt kaum Wasser auf, sitzt perfekt, trocknet schnell, ist zudem reißfest und läuft nicht ein. So auch Elastan: Es ähnelt Gummi, ist aber deutlich reißfester. Die hochelastische Chemiefaser auf Polyurethan-Basis ist um ihr Siebenfaches dehnbar und kehrt immer wieder in ihre Ausgangform zurück. Dazu ist sie unempfindlich gegen Sonne, Salzwasser und Schweiß. Polyester ist die weltweit am weitesten verbreitete Chemiefaser. Sie ist licht- und wetterbeständig, wenig knitternd und für Oberbekleidung gut mit Naturfasern wie Baum- und Schurwolle mischbar.
Mobilität
Kalt verbrannt
Ihr Name führt den Laien auf die falsche Fährte: ...Beim Betrieb von Brennstoffzellen wird nichts im herkömmlichen Sinne verbrannt. Was hier stattfindet, nennen Chemiker „kalte Verbrennung“. Im Automobilbereich werden Brennstoffzellen üblicherweise mit Wasserstoff betrieben, der in Verbindung mit Sauerstoff elektrische Energie freisetzt, die dann für Bewegung sorgt. Und sie arbeiten effizient und leise. Beim Fahren entstehen keine schädlichen Emissionen, nur Wasser. Deshalb sind Brennstoffzellen eine Schlüsseltechnologie für künftige Antriebsquellen im Automobilbereich.
Mobilität
Brennstoffzellen in Bewegung
Was die meisten nicht wissen: Brennstoffzellen-Autos ...sind Elektroautos. Sie beziehen ihre Energie jedoch nicht primär aus Batterien (Energiespeicher), sondern aus Brennstoffzellen (Energiewandler). Diese erzeugen durch eine elektrochemische Reaktion elektrische Energie. Ihre Betankung mit Wasserstoff funktioniert ähnlich wie das herkömmliche Tanken von Benzin oder Diesel. Ergänzt wird die Brennstoffzelle durch eine Batterie, die bei hohen Motorleistungen einspringt. Die Batterie wird dabei durch die Brennstoffzelle und Bremsenergie aufgeladen. Ohne die Chemie, die viele unterschiedliche Bauteile der Brennstoffzellen beisteuert, wäre diese umweltfreundliche Antriebsquelle nicht denkbar.
Mobilität
Kleiner Bus auf großer Fahrt
Der erste Einsatz eines Brennstoffzellen-Fahrzeugs ...erfolgte 1966 in den USA. Allerdings blieb wegen der damals sehr großen Apparaturen nur Platz für zwei Personen – in einem Kleinbus. 35 Jahre später legte ein weiterer Kleinbus mit Brennstoffzellenantrieb und 55 kW Leistung in einem Alltagstest problemlos 16.000 Kilometer in einem Jahr zurück – bei einer Höchstgeschwindigkeit von 120 km/h. Kam der Kleinbus damals mit einer Tankfüllung Wasserstoff 150 Kilometer weit, schaffen heutige Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb über 400 Kilometer – und bieten dabei den gewohnten Pkw-Komfort.
Mobilität
Die Kraft des Wassers
Nachhaltige Mobilität: Woher stammt eigentlich der ...Wasserstoff, den Brennstoffzellen-Fahrzeuge benötigen? Wasserstoff (H) ist – neben Sauerstoff (O) – ein Bestandteil des Wassers (H2O). Man gewinnt ihn mit Hilfe der Elektrolyse, bei der elektrischer Strom eine elektrochemische Reaktion auslöst: Das Wasser wird in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Allerdings verbraucht die Elektrolyse viel Strom. Ihre Klimabilanz (und damit die des Wasserstoffs) hängt folglich davon ab, wie dieser Strom gewonnen wurde. Werden regenerative Energien genutzt, ist Wasserstoff ein CO2-freier Kraftstoff, der auch CO2-los Energie liefert. Wasserstoff kann in gasförmigem Zustand auch direkt in Verbrennungsmotoren eingesetzt werden. Entwickler konzentrieren sich aber darauf, Wasserstoff in Brennstoffzellen für den Antrieb von Elektromotoren zu nutzen.
Mobilität
Potenter Energiewandler
Brennstoffzellen wandeln chemische Energie direkt in ...elektrische Energie um. Sie bestehen aus einem Minus- und einem Pluspol sowie einer Membran, die die Pole voneinander trennt. Diese zentralen Bestandteile kommen aus der Chemie. Am Minuspol wird Wasserstoff und am Pluspol Sauerstoff zugeführt. Auf beiden Seiten beschleunigt eine Katalysatorbeschichtung, zum Beispiel Platin, die elektrochemische Reaktion: Der Wasserstoff wird in positiv und negativ geladene Teilchen (Protonen und Elektronen) zerlegt. Die Protonen wandern durch die Membran zum Sauerstoff, während die Elektronen über einen elektrischen Leiter zwischen den Polen zum Pluspol wandern: Es fließt Strom. Als Nebenprodukt entsteht nichts außer Wärme und reines Wasser.
Mobilität
Erfahrbare Erleichterung
Cadillac? Nein, Pedelec! Wer heute voll im Trend liegen ...will, kommt an den modernen E-Bikes nicht vorbei. Pedelecs sorgen für entspanntes Vorwärtskommen, weil ein Elektromotor den Radler beim Radeln unterstützt. Bereits in den frühen 1990er-Jahren brachte ein Schweizer Unternehmen die ersten „Pedal Electric Cycles“ auf den Markt. Doch erst Innovationen aus der Chemie ermöglichten Fortschritte in der Batterieentwicklung – und somit den Durchbruch der elektrifizierten Drahtesel. Lithium-Ionen-Batterien (LI) liefern heute Strom für Motoren mit bis zu über 1000 Watt. Dieser Batterietyp erleichtert aber nicht nur das Fahren, sondern auch das Fahrrad selbst. Vor wenigen Jahren hätte ein entsprechendes Batteriepack etwa 8–16 Kilogramm gewogen. Heute ist es dank LI-Technologie mit 2–4 Kilogramm nur noch rund ein Viertel davon.
Mobilität
Clevere Fortbewegung
Elektroautos können ein großer Schritt hin zur nachhaltigen Mobilität sein. Sie arbeiten äußerst effizient, erzeugen beim Fahren kein CO2 und stecken voller Know-how aus der Chemie. Diese steuert neben gewichtsparenden Kunststoffteilen wesentliche Bauteile zur Energiequelle vieler Elektromobile bei, der Batterie. Denn erst durch Innovationen der Chemie werden Lithium-Ionen-Batterien ...(LI) so sicher und leistungsstark, dass sie einen Pkw mit ausreichender Kraft im Alltag antreiben können und somit die nachhaltige Mobilität fördern. Und falls der Batterie der Saft ausgeht, greifen ihr künftig zum Beispiel Brennstoffzellen unter die Arme.
Mobilität
Für den längeren Atem
Die Reichweite eines Elektroautos ist nach wie vor ...eine der größten Herausforderungen der Elektromobilität. Nach spätestens 130 bis 150 Kilometern heißt der nächste Stopp gegenwärtig noch: Ladestation. Es sei denn, das Elektroauto hat einen „Range Extender“ („Reichweiten-Verlängerer“) an Bord, zum Beispiel eine Brennstoffzelle. Diese verwandelt in einem elektrochemischen Prozess Wasserstoff in elektrischen Strom und lädt damit die Batterie während der Fahrt kontinuierlich auf. Außerdem liefert sie in Verbindung mit sogenannten Supercaps (Hochleistungskondensatoren) den Extra-Energieschub beim Beschleunigen oder Bergauffahren. So werden noch einmal deutlich längere Distanzen möglich, und auch die Lebensdauer der Batterie an Bord verlängert sich.
Mobilität
Stabil und leistungsstark
Man kennt sie aus Laptops und Handys: Lithium-Ionen-Batterien ...(LI). Auch für die Elektromobilität sind sie wegen ihrer hohen Energiedichte, ihres geringen Gewichts und der geringen Selbstentladung der Wunschkandidat Nummer eins. Knackpunkt ist jedoch die Separatorfolie aus Kunststoff, die Plus und Minus im Innern der Batterie trennt. Eine neue mit Keramik beschichtete PET-Folie erhöht die Sicherheit bei Überlastung oder im Falle eines Unfalls. Die Hightech-Folie ist stabil und robust und macht Elektroautos mit LI-Batterien deutlich sicherer. Darüber hinaus ermöglicht der Separator Tausende Ladezyklen und über 400.000 Kilometer Reichweite in einem Batterieleben.
