Welkom bij H2: a solution for the future!
Hoofdmenu
'H2: a solution for the future' is een site over een nieuwe energie bron, waterstofgas. Op deze site leer je over oude, huidige en moderne methodes om energie te winnen. Ook krijg je informatie over huidige ontwikkelingen en politieke standpunten.

Informatie
In dit deel van de site kun je van alles leren over verschillende onderwerpen. Je vindt er informatie over de brandstofcel, energiebronnen en scheikundige processen, maar ook over politieke standpunten en internationale afspraken over energiegebruik

Docenten
Als docent kun je natuurlijk een project doen over energie in de toekomst, deze site en de informatie die je in dit deel vindt helpen je daarbij. Je kunt ook gegevens opvragen over de activiteiten van je klas op deze site.

  Downloads
Hier kun je bestanden downloaden, zowel voor leerlingen als docenten. Je vindt er bijvoorbeeld de hele inhoud van deze site in zowel het Nederlands als het Engels.

Interactief
Hier kun je je kennis toepassen die je in het leer-gedeelte hebt vergaard. Je kunt er spelletjes doen, maar je kunt er ook je mening geven en met anderen discussiëren.

Achtergronden
Alles over het maken van deze site, wie zijn wij en waarom doen wij mee aan Thinkquest? Ook vind je een heleboel links naar andere sites met extra informatie en is er een bronnenlijst.

We hopen dat je veel plezier heeft met het bekijken van deze site, en dat je ook de moeite neemt om je mening hierover achter te laten in het

Met vriendelijke groet,
Team lla091

Energiebronnen

Wat zijn energiebronnen en waar worden ze voor gebruikt?
Een energiebron is een systeem waaraan energie kan worden ontleend, dit is bijvoorbeeld het geval bij een waterkrachtcentrale waarbij je energie onttrekt aan de stroming van het water. Energiebronnen hebben we tegenwoordig nodig om apparaten die we gebruiken te voorzien van stroom. Zo werken computers en televisie bijvoorbeeld met energie. Zonder energiebronnen zouden een heleboel apparaten niet werken.

Welke soorten energiebronnen kennen we?
Er zijn verschillende energiebronnen, hieronder staan de belangrijksten met hun eigenschappen. Wat zijn de voor- en nadelen van deze verschillende bronnen?
De drie verschillende energiebronnen hebben ook hun specifieke voor- en nadelen, hieronder vindt je ze in het kort.

Uitputting

Wat is uitputting?
Uitputting betekent dat een grondstof op is, bij fossiele energie betekent dit dat er geen fossiele brandstoffen meer zijn voor de opwekking van energie. Dit verschijnsel wordt veroorzaakt doordat er miljoenen jaren nodig zijn voordat een dood organisme door rotting is omgezet in bijvoorbeeld olie, terwijl we als mens diezelfde voorraad in zeer korte tijd weer verbranden.

Wat zijn de gevolgen van uitputting?
Een ander belangrijk gevolg is dat er in de nabije toekomst geen fossiele brandstoffen meer zijn, waardoor er op zoek moet worden gegaan naar andere energiebronnen. Probleem hierbij is echter dat fossiele brandstof een goedkope energiebron is waarvoor weinig techniek benodigd is om de brandstof om te zetten in energie. Bij andere energiebronnen is de techniek meestal nog erg duur of gevaarlijk.

Het verschijnsel uitputting heeft verschillende gevolgen, de één erger dan de ander, één van die gevolgen is grondverzakking. Grondverzakking ontstaat wanneer een fossiele brandstof uit de grond wordt gepompt en de bron uitgeput raakt, waardoor een loze ruimte onder het aardoppervlak ontstaat. De grond boven deze loze ruimte werd altijd omhoog gehouden doordat de brandstof de aarde tegenhield, nu er echter geen brandstof meer is, is er ook geen steun meer en begint de grond te zakken.

Hoe kunnen de gevolgen van uitputting worden beperkt?
Een van de makkelijkste manieren om de gevolgen van uitputting te beperken is door te stoppen met energiewinnen uit fossiele brandstoffen. In plaats daarvan moet er worden gezocht naar nieuwe brandstofbronnen zoals groene energie of energie uit waterstof.

Broeikaseffect

Wat is het broeikaseffect
Het broeikaseffect is een natuurlijk proces dat er voor moet zorgen dat de aarde warm blijft, het is te vergelijken met een broeikas die wordt gebruikt voor tuinbouw, waarbij de buitenkant van de kas zo is samengesteld dat de zonnestralen in de kas worden vastgehouden om de planten te verwarmen.

Bij de aarde zijn het stoffen in de dampkring die er voor zorgen dat de warmte wordt vastgehouden, deze stoffen worden broeikasgassen genoemd. Een paar voorbeelden van broeikasgassen zijn bijvoorbeeld koolstofdioxide (CO2), stikstofdioxide (N2O) en ozon (O3).

Het broeikaseffect werkt dus als volgt. Een zonnestraal valt de dampkring binnen en 'botst' met het aardoppervlak. De warmte van de straal wordt grotendeels door het oppervlak geabsorbeerd waardoor op een zomerdag het terras bijvoorbeeld heel warm kan zijn. Een klein deel van de straal wordt echter teruggekaatst, deze straal gaat door de dampkring terug naar de ruimte. Onderweg door de dampkring komt de straal echter de broeikasgassen tegen die ook weer een deel van de warmte absorberen, hierdoor wordt de aarde met een soort dekentje verwarmt, waardoor organismen (mensen, dieren en planten) kunnen leven.

Wat is het versterkte broeikaseffect en hoe ontstaat het?
Zoals je inmiddels weet wordt het broeikaseffect veroorzaakt door broeikasgassen, deze gassen zijn in staat om de warmte in de atmosfeer te houden. Hoe meer broeikasgassen er zijn, hoe meer warmte er ook kan worden vastgehouden. De afgelopen decennia zijn er steeds meer broeikasgassen in de atmosfeer gekomen, bijvoorbeeld door de uitstoot van koolstofdioxide (CO2). Niet alleen de stijging van de hoeveelheid broeikasgassen is een oorzaak van dit versterkte broeikaseffect, ook het kappen van grote stukken (regen)woud is indirect oorzaak. Het is zo dat bomen de eigenschap hebben om koolstofdioxide (CO2) om te zetten in zuurstof (O2), waardoor de hoeveelheid broeikasgas afneemt. Door het kappen van bossen neemt de hoeveelheid CO2 die wordt omgezet naar O2 af. Sinds 1750 is de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer met maar liefst 30% toegenomen.

Het versterkte broeikaseffect ontstaat dus door een toename van broeikasgassen. Deze toename wordt grotendeels veroorzaakt door industrialisatie. Door de toename van bijvoorbeeld uitlaatgassen van fabrieken en auto's worden er de laatste tijd steeds meer broeikasgassen uitgestoten.

Wat zijn de gevolgen van het versterkte broeikaseffect?
Veel wetenschappers voorspellen dat door het versterkte broeikaseffect de aarde steeds warmer wordt, dit heeft als gevolg dat de ijskappen op de noord- en zuidpool grotendeels smelten en dat het zeeniveau stijgt. Grote delen land zullen overstromen en er zal veel minder bewoonbaar land zijn, wat weer problemen geeft met overbevolking. Een ander mogelijk gevolg is de verandering van het klimaat, de gemiddelde temperatuur stijgt en er ontstaan daardoor steeds meer en grotere woestijnen. Hoever deze gevolgen gaan is niet duidelijk, wetenschappers zijn het niet met elkaar eens over de mate waarop de mens invloed heeft op de klimaatverandering en in hoeverre de gevolgen ook plaatshebben. Wel is duidelijk dat de aarde warmer wordt en dat de mens hier waarschijnlijk verantwoordelijk voor is.

Hoe kunnen deze problemen worden opgelost?
De oplossing van het probleem is helaas niet eenvoudig. Om te zorgen dat het versterkte broeikaseffect minder erg wordt moeten er aan de ene kant minder broeikasgassen worden uitgestoten. Dit kan door strenge regels voor fabrieken en door het ontwerpen en bouwen van bijvoorbeeld auto's die minder vervuilen. Aan de andere kant moet er worden gezorgd dat de grote wouden op aarde worden behouden en dat er nieuwe worden aangelegd, om de hoeveelheid broeikasgassen terug te dringen. De Verenigde Naties hebben daarom een verdrag gemaakt dat ook wel het verdrag van Kyoto wordt genoemd, in dit verdrag staan maatregelen om klimaatverandering tegen te gaan. Het volledige verdrag kun je vinden op de site van de Federale diensten leefmilieu in België

Groene energie

Waterkracht
Energie halen uit water is een methode die al zo'n 30 000 jaar geleden ontstond. Eerst met hele simpele dingen, maar later met gemalen e.d. werd het steeds meer gebruikt. Tegenwoordig gebruiken we het nog steeds volgens het oude systeem.Een stromende, dan wel vallende waterkracht, wordt met behulp van een schroef omgezet in een draaiende beweging. Die draaiende beweging draait weer een generator aan, die elektriciteit opwekt. Die generator is te vergelijken met een uitvergrote fietsdynamo.Hoeveel een waterkrachtcentrale opwekt hangt af van de hoeveelheid en de kracht van het water. Het water zal altijd blijven stromen en is dus onuitputtelijk en duurzaam.

Windenergie
Ook de windenergie is ook al zo'n 30 000 jaar geleden ontstaan. Een hele simpele vorm ervan is bijvoorbeeld de zeilboot. Maar ook de voorlopers van de windmolens ontstonden al zo'n 2000 jaar geleden in Perzië. In de 12 eeuw verspreidde de windmolen zich verder over de wereld. De windmolens hebben veel verschillende taken gehad, van wegpompen van het water bij inpolderingsprcessen tot het malen van graan. Men is momenteel al erg ver met het gebruiken van windmolens voor de opwekking van elektriciteit. De opwekking via windmolens is momenteel al bijna net zo goedkoop als fossiele brandstoffen. In Nederland is men al druk bezig met hele windmolenparken in zee. Het systeem is weer vergelijkbaar met een dynamo. De roterende beweging wordt doormiddel van een generator omgezet in elektriciteit.

Zonne-energie
Dit systeem is nog niet zo oud als de vorige twee. Het is een vrij ingewikkeld systeem, genaamd fotovoltaïsche omzetting (v. Gr. foto=licht en volta=stroom), oftewel, de omzetting van licht naar elektriciteit. De meeste zonnecellen zijn gemaakt van silicium. De zonnecel bestaat uit twee lagen, een positieve en een negatieve laag. Doormiddel van licht, wordt er een brug gemaakt tussen beide lagen, waardoor er een stroom gaat lopen tussen de twee lagen. Het gebruik van zonne-energie staat nog in de kinderschoenen, en is te duur voor de grote energie bedrijven om tot een grootschalige productie te komen.

Bio-energie
Deze laatste hoort eigenlijk niet echt thuis onder het kopje schone energie. Wat men doet is de gassen die vrijkomen uit de vuilstortplaatsen van groente-, tuin- en fruitafval op te vangen en die als gas te verbranden voor de opwekking van energie. Ook bestaat er de methode om de biomassa zelf doormiddel van verbranding, vergisting of vergassing om te zetten in elektriciteit. Voor de groene stroom wordt dan wel alleen maar gebruik gemaakt van biomassa dat niet bewerkt is geweest met schadelijke stoffen of chemische middelen.

Waterstof

De geschiedenis van waterstof
In 1766 werd waterstof voor het eerst herkend als een nieuw gas, dit gebeurde door Henry Cavendish. Cavendish kwam op het idee om waterdamp te ontleden met behulp van gloeiend ijzer. Bij deze ontledingsreactie ontstond het zogenaamde Hydrogene (v. Gr. Hudoor=water, gennaoo=voortbrengen), ofwel watervormende stof. Dit werd vertaald met 'waterstof', eigenlijk niet een juiste vertaling.

De eigenschappen van waterstof
de zon gebruikt fusie van waterstof als haar energiebronIn de scheikundige wereld wordt waterstof aangeduid met H2, dit betekent dat een waterstofmolecuul is opgebouwd uit twee waterstofatomen. Waterstof staat er om bekend dat het zeer ontvlambaar is in gasvorm. Wanneer het in aanraking komt met vuur zal het met een knal reageren met zuurstof (O2) en omgezet worden in waterdamp (H2O), vandaar ook de naam watervormende stof. De reactie die hierbij plaatsvindt is 2H2 + O2 -> 2H2O, wat wil zeggen dat twee waterstofmoleculen reageren met een zuurstof molecuul, waarbij de atomen losraken en zich verdelen over twee watermoleculen. Omgekeerd geldt dat watermoleculen weer kunnen worden opgesplitst in waterstof en zuurstof. Hier komen we later weer op terug onder het kopje 'toepassingen'. Onder hele hoge temperaturen kan waterstof ook worden gefuseerd waarbij helium ontstaat en een heleboel energie vrijkomt. Dit gebeurt ook in de zon waarbij de energie het heelal in verdwijnt en onder andere de aarde verwarmt.

Het voorkomen van waterstof
Waterstof komt bijna niet voor als puur waterstof, meestal wordt het gevonden in combinatie met zuurstof (H2O water), stikstof (NH3 ammoniak) of koolstof (CH4 aardgas). Om uit deze stoffen vervolgens waterstof te winnen worden er reacties toegepast waarbij de H-atomen worden gescheiden van de andere atomen, dit heet een ontledingsreactie.

Toepassingen van waterstof
Waterstof is een stof waarbij veel energie vrijkomt als je hem verbrandt. In principe kun je dus machines aandrijven op waterstof-energie. Hiervoor moet je echter wel waterstofgas hebben, waarbij het probleem is dat deze gewonnen moet worden voor je het kunt gebruiken terwijl je het gas niet in de tank van de auto wilt hebben voor het nodig is in verband met de hoge ontvlambaarheid. Voor dit probleem is een oplossing bedacht, de brandstofcel. Over de werking hiervan kun je meer lezen in het artikel over de brandstofcel. Meer informatie over in wat voor machines waterstof al experimenteel wordt toegepast lees je in het artikel over toepassing.

Brandstofcel

Het principe van de brandstofcelZoals verteld in het artikel over waterstof, is het mogelijk om stoffen te ontleden, waarbij je de atomen van elkaar splitst en hergroepeert in andere stoffen. Dit is ook mogelijk met water door middel van elektrolyse. Bij elektrolyse worden er twee staafjes, de een van koolstof en de ander van zink, in een bak met water gehangen. Door de twee staafjes wordt vervolgens stroom geleid, waardoor het water wordt ontleed. Doordat de staafjes van koolstof en zink zijn, worden de losse atomen op een hele aparte manier aangetrokken, alle zuurstofatomen gaan nl. naar het koolstofstaafje en alle waterstof atomen gaan naar het zinkstaafje. Als je nu zorgt dat je de atomen van het staafje opvangt in een buis, dan krijg je in de ene buis zuurstof en in de andere waterstofgas. Dit is dus de oplossing om uit een goedkope stof als water, het gasvormige waterstof te verkrijgen.

In een brandstofcel wordt deze techniek op een vergelijkbare techniek gebruikt, waarbij waterstof en zuurstof worden omgezet in zogenaamde ionen, (deeltjes die geladen zijn) om precies te zijn H+ en OH- ionen. Deze ionen worden via de staafjes, ook wel elektroden genoemd, naar elkaar toegeleid waar de + en - ionen met elkaar reageren waarbij elektriciteit wordt opgewekt. De OH- en H+ ionen gaan vervolgens weer samen als een H2O molecuul. Dit molecuul is dus geen ion, omdat de elektrische lading neutraal (plus en min is neutraal) is. De enige uitstoot van de brandstofcel is dus waterdamp, de uitlaatgassen van de auto zijn dus niet meer giftige gassen als koolstofdioxide, maar is waterdamp.

Over de toepassingen van de brandstofcel kun je meer lezen in het artikel over toepassingen.

Toepassingen

Waar wordt waterstof nu voor gebruikt?
Momenteel is waterstofgas een brandstof die weinig wordt gebruikt, dit komt onder andere doordat de techniek die benodigd is voor het opwekken van energie uit waterstof erg duur is. In de ruimtevaart wordt er echter al wel gebruik van gemaakt, hier is het geld ook beschikbaar. Er worden inmiddels al wel tests gedaan met personenauto's op waterstofgas maar voorlopig zijn dit nog hele dure auto's. Om in de toekomst het gebruik van deze energiebron toe te doen nemen zal er dus vooral iets aan de kosten moeten worden gedaan, de techniek is er immers al.

Waar kunnen waterstof en brandstofcellen in de toekomst voor gebruikt worden?
Indien er ook werkelijk gebruikt gemaakt gaat worden van waterstofgas als energiebron, zijn er vele toepassingen mogelijk. De belangerijkste hiervan is de auto. Tegenwoordig wordt een groot deel van de vervuilende stoffen uitgestoten door auto's. Als auto's in de toekomst op waterstofgas gaan rijden stoten ze grotendeels waterdamp uit in plaats van vervuilende stoffen. Enkele autobedrijven zijn dan ook al druk bezig met de ontwikkeling van zogenaamde 'Hybride-voertuigen', auto's die in feite op water rijden. Verwacht wordt dat deze auto's rond 2004 werkelijk op de wegen zullen verschijnen.

Politiek

De politiek in Nederland
In Nederland is men nog niet echt bezig met Waterstofgas op politiek niveau. Er zijn een paar kamervragen over geweest, maar een echt debat nog niet. Er zijn kleine voorstellen geweest om pompstations die waterstofgas gaan verkopen, onder de regering te laten vallen. Maar daar is afwijzend op gereageerd en tot nu toe is het niet meer ter sprake gekomen.

Wel is men erg bezig om de uitstoot van schadelijke gassen te beperken. Kort geleden, tijdens de enorme prijsverhoging van benzine, heeft men gehad over de accijns en belastingen op benzine. Maar die zijn niet verlaagd vanwege de verslechtering van het milieu.

Ook heeft men nu al de markt voor groene energie vrij gemaakt. Dat betekendt dat huishoudens niet meer vast zitten aan één energie maatschappij, wat betekent dat er concurrentie ontstaat en de prijzen voor groene energie naar beneden gaan. Ook heeft men een belastingverlaging ingevoerd voor groene energie, wat betekend dat groene energie nu net zo goedkoop is als de oude energievormen. Ook is men bezig om de markt voor de oude energie vrij te geven. Dit moet allemaal uiteindelijk leiden tot het stimuleren van het gebruik van schone energie en de uitstoot van schadelijk gassen te beperken.

De politiek in de wereld
Ook op wereldwijd niveau werken vele landen samen. Het doel moet zijn om de uitstoot van schadelijke gassen te beperken en het broeikaseffect te beperken. Hierover zijn al verschillende conferenties geweest. De eerste die de aanzet gaf, was het verdrag van Kyoto, waarin werd afgeproken om de uitstoot van schadelijke gassen te verminderen. Sommige landen, zoals de VS, weigeren nog steeds om het verdrag te ondertekenen, zelfs nadat er vele aanpassingen zijn gemaakt aan het verdrag. Tot nu toe is men nog niet tot een eenzijdig besluit gekomen.

Team lla091

Het team gaat dit jaar voor de 2e keer met Thinkquest meedoen. Nadat we vorig jaar zeer succesvol waren (aanmoedigingsprijs Nederland) wilden we zeker door gaan. Dat kon, omdat je met de aanmoedigingsprijs het volgende jaar weer met hetzelfde team mee mag doen.Mattijs en Bob zijn sinds 4 jaar zeer goed bevriend en leerden samen de fijne kneepjes van de computer en het internet. Mattijs vaak wat fanatieker dan Bob, maar gezamenlijk bleek het een goed team om vele internetpagina's te maken. Samen doen ze nu al voor de 3e keer mee aan thinkquest.Vorig jaar kwam daar Justin bij, nadat het vinden van een teamgenoot erg moeilijk bleek, maar in de familie van Mattijs, Justin naar voren kwam. Het contact loopt vrijwel alleen maar via internet.Nog een belangrijke schakel in het team is Monica, onze coach. Zonder haar waren we niet zo ver gekomen, want zij zorgde ervoor dat we door bleven werken. Deadline's, tussenstanden, informatie verzamelen, Monica zorgde er voor dat alles af kwam.

Goed, dit was zo'n beetje de algemene introductie van het team, nu de individuele presentatie.

BobBob
Nadat ik vorig jaar een beetje een zwakke motivatie had en mijn inzet voor het team niet echt geweldig was, heb ik dit jaar daar eens flink aan gewerkt en ben er helemaal voor gegaan. Even wat gegevens:
I k heb veel informatie gezocht voor de site, teksten geschreven en vertaald en ook nog aan de lay-out gewerkt, kortom, van alles wat. Verder zorgde ik nog voor plaatjes en copyright.

MattijsMattijs Meiboom
Ik doe alweer voor de derde keer mee met Thinkquest, telkens met veel plezier, ook dit jaar! Ik doe veel met computers en houd er van om websites te maken. Eerst even over mij:
I k was tijdens het maken van de site verantwoordelijk voor de wat technischere informatie. Dit omdat ik scheikunde-lessen volg. Verder maakte ik de opbouw van de site en de scripts in orde, zodat alles een samenhangend geheel is geworden.

JustinJustin Meiboom
Ik ben een 14 jaar oude jongen en zit inmiddels in klas 3 van de middelbare school, het Toronto District Christian High. Ik woon in Toronto, Ontario. Dat ligt in Canada. Ik vind het onderwerp van deze site erg goed omdat ik denk dat we andere mensenmeer leren over het milieu en de milieuproblematiek.

Tijdens het maken van deze site zorgde ik voor informatie uit Canada en Amerika over politiek, ook leverde ik krantenartikels en zorgde voor enkele artikelen.

MonicaMonica
Onze coach, was verantwoordelijk voor het controleren van ons werk. Zorgde ervoor dat wij ons aan de deadlines hielden en dat de boel op tijd afkwam. Zonder haar was het nooit gelukt en dat zou jammer zijn geweest.

Bronnen, copyright en achtergronden

Permissies
  1. Plaatje van de zon op http://ontwikkel.thinkquest.nl/~lla091/hydrogen_nl.html komt van What Makes Stars Shine? http://observe.ivv.nasa.gov/nasa/exhibits/stars/star_5.html
    Toestemming via email, , emailbericht

  2. Plaatje van temperatuur-toename op http://ontwikkel.thinkquest.nl/~lla091/greenhouse_nl.html komt van Nationaal Onderzoek Programma Mondiale Luchtverontreiniging en Klimaatverandering, http://www.nop.nl/nl/publicaties/Factsheet1/factsheet1.html
    Toestemming via email, , emailbericht

  3. Plaatje van een brandstofcel op http://ontwikkel.thinkquest.nl/~lla091/fuelcell_nl.html komt van Ballard Power Systems, http://www.ballard.com/pem_alternative.asp
    Toestemming via email, , emailbericht

  4. Plaatje van het broeikaseffect op http://ontwikkel.thinkquest.nl/~lla091/greenhouse_nl.html komt van The Electricity Association, http://www.electricity.org.uk/uk_inds/environ/mn_climate_change.html
    Toestemming via email, , emailbericht


Bronnen
  1. "Toyota to Introduce New Fuel Cell Hybrid Vehicle at International Symposium"
    http://www.toyota.com/

  2. "Brandstofcel","Broeikaseffect","Fossiele brandstof","Klimaatverandering","Koolstofkringloop",
    "Waterstof","Windenergie","Zeespiegelstijging" en "Zonne-energie"
    Encarta Encyclopedie Winkler Prins editie 1999

  3. "Raamverdrag van de VN inzake klimaatverandering"
    http://www.environment.fgov.be/Root/tasks/atmosphere/klim/pub/int/unfccc/set_nl.htm



Copyright Team lla091
Alle informatie, teksten, afbeeldingen, geluiden en andere vormen van media op deze site die hierboven niet genoemd zijn, zijn eigendom van en vervaardigd door team lla091. Gebruik hiervan mag alleen indien er schriftelijke toestemming van ons is. Deze toestemming kun je aanvragen door een email naar ons te sturen