Een aantal bedrijven is bezig met de ontwikkeling van een microbrandstofcel die op termijn de batterij in een mobiele telefoon kan vervangen. In een microbrandstofcel reageren zuurstof uit de lucht en methanol (CH3OH) met elkaar waarbij elektrische energie vrijkomt. Een microbrandstofcel ziet er, sterk vergroot, schematisch als volgt uit:
Bacteriële batterijen
havo-examen 2009 2e tijdvak
Suikerbatterij
havo-examen 2e tijdvak 2010 aangepast
Glucose is een belangrijke energiebron in de levende natuur.
havo-examen 2e tijdvak 2010
Suikers zijn biobrandstoffen. Planten produceren glucose via een proces dat ‘fotosynthese’ heet. Bij de fotosynthese worden koolstofdioxide en water onder invloed van zonlicht omgezet tot glucose. Glucose is vervolgens een bouwstof voor allerlei organische verbindingen, zoals cellulose. Ook is het een brandstof: wanneer planten ‘s nachts glucose verbranden, komt energie vrij.
Ook menselijke lichaamscellen gebruiken glucose als energiebron. De verbranding van glucose kan worden weergegeven met de volgende reactievergelijking: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
In 2007 hebben onderzoekers van Sony een prototype ontwikkeld van een elektrochemische cel (batterij) die zijn energie haalt uit een reactie van glucose met zuurstof.
Hieronder is deze suikerbatterij schematisch weergegeven.
De batterij bevat twee koolstofelektroden (A en B) die elk zijn bedekt met een laagje van een verschillend enzym.
De elektroderuimtes worden gescheiden door een membraan. Aan elektrode A wordt glucose omgezet tot gluconolacton (C6H10O6) volgens de halfreactie: C6H12O6 → C6H10O6 + 2 H+ + 2 e–
Bij elektrode B wordt zuurstof omgezet tot water. Bij deze omzetting reageren ook H+-ionen.
De vergelijking van de halfreactie van zuurstof die plaatsvindt bij elektrode B, staat in Binas-tabel 48.
Het prototype van de suikerbatterij heeft de vorm van een kubus met een ribbe van 4 cm.
De elektroderuimte van elektrode A wordt gevuld met 20 mL 0,40 M glucose-oplossing.
De suikerbatterij kan worden gebruikt om een MP3-speler te voorzien van elektrische stroom.
Om een bepaalde MP3-speler een uur te laten spelen is 2,3·10–3 mol elektronen nodig.
Het prototype van de suikerbatterij is veel groter dan het oplaadbare accuutje dat in de MP3-speler zit en wordt via een snoertje met de MP3-speler
verbonden.
Toch heeft een suikerbatterij, vergeleken met het accuutje, een belangrijk pluspunt in bepaalde gebruikssituaties.
11.5 De hybride auto
11.6 Toepassing
Toepassingsvraag 1
havo-examen 2011 2e tijdvak
Synthesegas
Onderstaande bewerking van een artikel gaat over de productie van synthesegas.
Bij de tweede methode wordt zuivere zuurstof verkregen door lucht zodanig te behandelen dat een mengsel overblijft van zuurstof, stikstof en argon.
Dit gasmengsel koelt men vervolgens af totdat het vloeibaar is geworden.
Door het mengsel daarna langzaam op te warmen, wordt zuivere vloeibare zuurstof verkregen.
Bouwmeester en zijn collega’s hebben de resultaten van hun onderzoek (aangaande methode 3 uit tekstfragment 1) beschreven in een artikel.
Een deel van dat artikel is op de volgende bladzijde samengevat en bewerkt weergegeven.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
