Waterstofauto’s

Uday

Beste studenten van TU Delft,

Wij zijn Uday en Cihan uit 6VWO. Onze PWS gaat over waterstofauto’s en onze hoofdvraag is of deze voertuigen een groot deel gaan uitmaken van ons vervoer in de komende decennia’s. Hierbij gaan wij een experiment doen waarbij wij de thermische rendement van waterstof met die van diesel en benzine wil gaan vergelijken. Onze school heeft niet de juiste instrumenten hiervoor. Daarom wouden wij vragen of wij de proef bij TU Delft kunnen uitvoeren. De benodigdheden en de plan zijn als volgt:

Benodigdheden:
• 0,5 kg Waterstof (gasvormig in een veilige container).
• 0,5 kg Benzine.
• 0,5 kg Diesel.
• Een calorimeter
• Thermometer of temperatuursonde.
• Branders die geschikt zijn voor elk type brandstof.

Stappenplan:

Massa meten:
2. Water verwarmen:
• Plaats een bekende hoeveelheid water.
• Meet de begintemperatuur van het water.
3. Verbranding:
• Verbrand de brandstof volledig onder de calorimeter en meet de temperatuurverhoging van het water.
4. Bereken vrijgekomen energie:
• Gebruik de formule:

Q = m x c x delta T

Waarbij:
• Q de warmte-energie in joules is.
• m de massa van het water is (in kg).
• c de soortelijke warmtecapaciteit van water is (4,18 J/g°C).
• Delta T de temperatuurverschil is.

Herhaal voor alle brandstoffen:
Voer dezelfde stappen uit voor waterstof, benzine en diesel. Zorg ervoor dat de massa brandstof en de hoeveelheid water gelijk zijn.

Graag zouden wij willen weten of wij de toestemming ervoor kunnen krijgen om het bij jullie te doen.

Met vriendelijke groeten,
Uday en Cihan

lennardd

Hey @Uday,

Wat een actueel thema hebben jullie gekozen voor je pws en wat een interessant onderzoek hebben jullie bedacht. In de huidige vorm kan het experiment echter niet bij ons uitgevoerd worden en als dit zou kunnen dan zouden jullie resultaten niet nuttig zijn om een conclusie te kunnen trekken. Zo is de formule die jullie willen gebruiken (Q = m x c x dT) een formule die gebruikt wordt voor een vast volume, zoals jullie hoeveelheid water. Je moet dan echter wel kunnen garanderen dat alle warmte die vrijkomt bij de verbranding ook wordt opgenomen door het water, dat is hier zeker niet het geval. Jullie zullen dus een manier moeten bedenken om te achterhalen welk percentage van de warmte wordt opgenomen door het water, of hoeveel warmte er in de vrije ruimte komt.

Verder heb ik nog nooit een brander meegemaakt die zowel benzine als diesel als waterstof kan verbranden en het los verbranden van een halve kilogram benzine dreigt nogal explosief te worden. Ook dit is dus iets waar jullie over na moeten denken: hoe ga je deze brandstoffen op een veilige en gecontroleerde manier verbranden. Ten slotte vind ik de massa's die jullie willen verbranden behoorlijk groot, begin anders eens met 10% van de huidige massa's, dit kan later altijd nog opgevoerd worden.

In de juiste setting moet dit experiment met alleen een thermometer als meetapparaat uitgevoerd kunnen worden, de grote uitdaging is echter om alles op een verantwoorde manier tot ontbranding te brengen en ervoor te zorgen dat je het rendement van de verbranding weet. Probeer hier nog eens over te brainstormen en jullie voorstel wat aan te passen. Komen jullie er niet uit dan denk ik graag met jullie mee in bijvoorbeeld een videocall.

Groetjes,
Lennard

Uday

Hallo @lennardd ,

Wij vinden het jammer dat het niet mogelijk is om onze proef uit te kunnen voeren. Het zou wel fijn zijn als je ons kunt helpen met het bedenken van een nieuwe proef. Wanneer zouden wij met jou contact opnemen?

Groetjes,
Uday en Cihan

lennardd

Hey @Uday,

Jullie experiment is zeker niet onmogelijk om uit te voeren, het is alleen onmogelijk om uit te voeren in de vorm die jullie beschrijven. Ik schreef mijn vorige bericht zodat jullie hierover konden nadenken en de knelpunten oplossen. Probeer voor jezelf eens de vorige vragen te beantwoorden:
-Hoe kunnen we ervoor zorgen dat 100% van de warmte wordt opgevangen door het medium (welk medium)?
-Hoe kunnen we waterstof opslaan en veilig gecontroleerd verbranden?
-Hoe kunnen we benzine en diesel veilig gecontroleerd verbranden?
-Wat zou een veilige hoeveelheid zijn om gecontroleerd te laten verbranden?

Voor dit laatste punt zou je eens wat moeten rekenen aan de verschillende verbrandingswarmten en de vrijgekomen energie vergelijken met andere objecten waar je een beeld bij hebt, zoals een lucifer, een stuk vuurwerk etc. Als jullie hier met je groepje over nagedacht hebben zou ik graag met jullie meekijken en meedenken hoe we hier een gaaf experiment van kunnen maken. Het is echter wel jullie praktisch deel van jullie profielwerkstuk, dus ik help graag om het voorstel te verbeteren, maar uiteindelijk moeten jullie het wel zelf bedenken. Ik ben iedere maandag, donderdag en vrijdag bereikbaar om te videobellen, laat maar weten wat voor jullie uitkomt.

Groetjes,
Lennard