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1
00:00:04.360 --> 00:00:06.559
<b>Hier am Freiburger Materialforschungszentrum</b>

2
00:00:06.559 --> 00:00:08.000
<b>forschen wir an der Herstellung</b>

3
00:00:08.000 --> 00:00:10.119
<b>von nachhaltigen, synthetischen Kraftstoffen.</b>

4
00:00:10.119 --> 00:00:12.640
<b>Um zu verstehen, warum wir das tun,</b>

5
00:00:12.640 --> 00:00:14.720
<b>müssen wir die richtigen Fragen stellen:</b>

6
00:00:14.720 --> 00:00:17.079
<b>Wann brennt ein Lagerfeuer richtig?</b>

7
00:00:17.079 --> 00:00:20.440
<b>Welche Rolle spielt die Luft bei der Qualität
der </b> <b>Verbrennung?</b>

8
00:00:20.440 --> 00:00:22.760
<b>Wie können wir dieses Wissen nutzen</b>

9
00:00:22.760 --> 00:00:25.960
<b>um unsere synthetischen Kraftstoffe besser
zu designen?</b>

10
00:00:25.960 --> 00:00:29.120
<b>Ich bin Dustin und zusammen mit Lukas und
Felix,</b>

11
00:00:29.120 --> 00:00:31.839
<b>zeige ich euch, was Verbrennung ausmacht.</b>

12
00:00:34.439 --> 00:00:38.280
<b> Fangen wir an, mit einem vermeintlich einfachen
Lagerfeuer.</b>

13
00:00:39.439 --> 00:00:41.320
<b>Ein schlecht vorbereitetes Lagerfeuer</b>

14
00:00:41.320 --> 00:00:43.719
<b>braucht meistens lange bis es richtig brennt.</b>

15
00:00:43.719 --> 00:00:44.960
<b>Woran liegt das?</b>

16
00:00:44.960 --> 00:00:47.600
<b>Der entscheidende Faktor ist die Luft, oder
genauer:</b>

17
00:00:47.600 --> 00:00:49.479
<b>der darin enthaltene Sauerstoff.</b>

18
00:00:49.479 --> 00:00:51.600
<b>Eng aufeinander gelegte Holzscheite</b>

19
00:00:51.600 --> 00:00:53.439
<b>haben weniger Kontakt mit der Luft</b>

20
00:00:53.439 --> 00:00:55.799
<b>und so kann das Holz nicht gut verbrennen.</b>

21
00:00:56.320 --> 00:00:59.359
<b>Viel besser brennt das Holz, wenn wir es
als Turm stapeln,</b>

22
00:00:59.359 --> 00:01:02.000
<b>sodass jedes Holzscheit möglichst viel
Luftkontakt hat.</b>

23
00:01:02.000 --> 00:01:04.000
<b>Wenn der Turm hoch genug ist,</b>

24
00:01:04.000 --> 00:01:07.000
<b>kann er zusätzlich noch den sogenannten
Kamineffekt </b> <b>ausnutzen.</b>

25
00:01:07.000 --> 00:01:09.000
<b>Im Turm steigt heiße Luft nach oben.</b>

26
00:01:09.000 --> 00:01:10.000
<b>Dadurch entsteht ein Sog,</b>

27
00:01:10.000 --> 00:01:13.000
<b>der ständig frische Luft von unten nachzieht.</b>

28
00:01:13.000 --> 00:01:16.000
<b>Ein Lagerfeuer, dem viel Sauerstoff zugeführt
wird,</b>

29
00:01:16.000 --> 00:01:19.000
<b>brennt heißer, schneller und raucht viel
weniger. </b>

30
00:01:21.000 --> 00:01:22.000
<b>Im wissenschaftlichen Umfeld</b>

31
00:01:22.000 --> 00:01:24.000
<b>verwenden wir natürlich keine Lagerfeuer.
</b>

32
00:01:24.000 --> 00:01:27.000
<b>Die Forschenden verwenden hier sogenannte
Bunsenbrenner,</b>

33
00:01:27.000 --> 00:01:28.000
<b>die brennen zum einen deutlich heißer</b>

34
00:01:28.000 --> 00:01:31.000
<b>und sind zum anderen schneller einsatzbereit
als Lagerfeuer.</b>

35
00:01:32.000 --> 00:01:34.000
<b>Durch den Bunsenbrenner wird Erdgas geleitet.
</b>

36
00:01:34.000 --> 00:01:36.000
<b>Wird das ausströmende Gas entzündet,</b>

37
00:01:36.000 --> 00:01:38.000
<b>reagiert es mit der Umgebungsluft.</b>

38
00:01:38.000 --> 00:01:42.000
<b>Es entsteht eine leuchtende und leicht rußende
Flamme.</b>

39
00:01:42.000 --> 00:01:45.000
<b>Beim Bunsenbrenner gibt es aber noch eine
zusätzliche </b> <b>Luftzufuhr.</b>

40
00:01:45.000 --> 00:01:49.000
<b>Wird diese geöffnet, ändert sich die Flamme
von gelb zu </b> <b>bläulich.</b>

41
00:01:49.000 --> 00:01:53.000
<b>Diese Flamme ist viel heißer als die Gelbe
und rußt nicht.</b>

42
00:01:53.000 --> 00:01:56.000
<b>Auch hier wirkt wieder der Kamineffekt.</b>

43
00:01:56.000 --> 00:01:59.000
<b>Das nach oben ausströmende und verbrennende
Gas</b>

44
00:01:59.000 --> 00:02:01.000
<b>zieht von unten frische Luft nach. </b>

45
00:02:01.000 --> 00:02:03.000
<b>Die Menge an zugeführtem Sauerstoff</b>

46
00:02:03.000 --> 00:02:04.000
<b>wird somit stark erhöht. </b>

47
00:02:05.000 --> 00:02:06.000
<b>Wie groß der Temperaturunterschied</b>

48
00:02:06.000 --> 00:02:10.000
<b>zwischen der vollständigen und der unvollständigen
</b> <b>Verbrennung tatsächlich ist,</b>

49
00:02:10.000 --> 00:02:12.000
<b>lässt sich deutlich erkennen,</b>

50
00:02:12.000 --> 00:02:14.000
<b>wenn man Glasrohre in die beiden Flammen
hält.</b>

51
00:02:14.000 --> 00:02:18.000
<b>Die heißere, blaue Flamme kann Glas in
kurzer Zeit </b> <b>schmelzen.</b>

52
00:02:18.000 --> 00:02:21.000
<b>Die leuchtende Flamme rußt das Glas hingegen
nur schwarz </b> <b>ein.</b>

53
00:02:21.000 --> 00:02:24.000
<b>Ruß entsteht nur bei unvollständiger Verbrennung</b>

54
00:02:24.000 --> 00:02:25.000
<b>durch zu wenig Sauerstoff.</b>

55
00:02:28.000 --> 00:02:30.000
<b>Durch Zugabe von mehr Sauerstoff</b>

56
00:02:30.000 --> 00:02:33.000
<b>können wir also eine bessere Verbrennung
erzielen.</b>

57
00:02:33.000 --> 00:02:36.000
<b>Was bringt uns das jetzt aber im alltäglichen
Gebrauch?</b>

58
00:02:36.000 --> 00:02:38.000
<b>Wir können dieses Wissen jetzt dazu ausnutzen,</b>

59
00:02:38.000 --> 00:02:40.000
<b>um aktuell eingesetzte Kraftstoffe</b>

60
00:02:40.000 --> 00:02:42.000
<b>molekular so zu verändern,</b>

61
00:02:42.000 --> 00:02:45.000
<b>dass Sie ebenfalls besser verbrennen.</b>

62
00:02:45.000 --> 00:02:47.000
<b>Bei der hier gezeigten Verbrennung von Diesel</b>

63
00:02:47.000 --> 00:02:51.000
<b>zeigt sich die volle Problematik von herkömmlichen
</b> <b>Kraftstoffen.</b>

64
00:02:51.000 --> 00:02:52.000
<b>Unter normalen Bedingungen,</b>

65
00:02:52.000 --> 00:02:56.000
<b>verbrennt Diesel mit einer intensiv leuchtenden
und stark </b> <b>rußenden Flamme.</b>

66
00:02:56.000 --> 00:02:59.000
<b>Der Grund dafür liegt in der molekularen
Struktur.</b>

67
00:02:59.000 --> 00:03:02.000
<b>Diesel ist eine Mischung aus langen Kohlenwasserstoffketten.</b>

68
00:03:02.000 --> 00:03:05.000
<b>Das hier vereinfacht dargestellte Molekül
benötigt viel </b> <b>Sauerstoff</b>

69
00:03:05.000 --> 00:03:07.000
<b>um vollständig zu verbrennen.</b>

70
00:03:07.000 --> 00:03:10.000
<b>Im Motor reicht die Menge an Sauerstoff
dafür nicht aus.</b>

71
00:03:10.000 --> 00:03:12.000
<b>Deshalb bleiben nach der Verbrennung</b>

72
00:03:12.000 --> 00:03:15.000
<b>kurze Kohlenstoffketten als Nebenprodukte
übrig.</b>

73
00:03:15.000 --> 00:03:17.000
<b>Diese sind als Ruß sichtbar</b>

74
00:03:17.000 --> 00:03:19.000
<b>und tragen neben Reifen- und Bremsabrieb</b>

75
00:03:19.000 --> 00:03:21.000
<b>zur Feinstaubbelastung bei.</b>

76
00:03:22.000 --> 00:03:24.000
<b>Um dies zu verhindern,</b>

77
00:03:24.000 --> 00:03:25.000
<b>forschen Wissenschaftler*innen</b>

78
00:03:25.000 --> 00:03:27.000
<b>des Freiburger Materialforschungszentrums</b>

79
00:03:27.000 --> 00:03:29.000
<b>an Kraftstoffalternativen.</b>

80
00:03:29.000 --> 00:03:32.000
<b>Eine davon ist Oxymethylenether</b>

81
00:03:32.000 --> 00:03:34.000
<b>oder kurz: „OME“</b>

82
00:03:34.000 --> 00:03:36.000
<b>Dieser verbrennt mit einer schwach bläulichen,</b>

83
00:03:36.000 --> 00:03:40.000
<b>fast unsichtbaren Flamme, die nicht rußt.</b>

84
00:03:40.000 --> 00:03:43.000
<b>OME gleicht in seiner molekularen Struktur
dem Diesel,</b>

85
00:03:43.000 --> 00:03:44.000
<b>mit dem Unterschied,</b>

86
00:03:44.000 --> 00:03:48.000
<b>dass jedes zweite Kohlenstoffatom durch
ein Sauerstoffatom </b> <b>ausgetauscht wurde.</b>

87
00:03:48.000 --> 00:03:50.000
<b>Dieser ins Molekül integrierte Sauerstoff,</b>

88
00:03:50.000 --> 00:03:54.000
<b>verhindert die Entstehung von kurzen Kohlenstoffketten
</b> <b>während des Brennvorganges</b>

89
00:03:54.000 --> 00:03:56.000
<b>und unterstützt die vollständige Verbrennung.</b>

90
00:03:57.000 --> 00:04:01.000
<b>In der Zukunft sollen solche rußfreien
Alternativen wie OME</b>

91
00:04:01.000 --> 00:04:04.000
<b> die fossilen Brennstoffe ersetzen.</b>