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Bedingungen:

   

Ziel des ChemCar-Wettbewerbs ist es ein Modellfahrzeug zu konstruieren, das durch eine oder mehrere (bio)-chemische Reaktion(en) angetrieben wird. Hierbei genügt es jedoch nicht, das schnellste Auto zu entwerfen und zu bauen! Gefragt ist Präzision, da eine kurz vor dem Rennen ausgeloste Distanz möglichst genau gefahren werden muss. Dabei muss ein Zusatzgewicht von bis zu 30 % des Fahrzeugeigengewichtes transportiert werden. Jedes Team hat zwei Versuche, von denen der Beste gewertet wird. Neben Präzision wird auch Konstanz über die beiden Läufe belohnt. So werden Zusatzpunkte vergeben, wenn es einem Team gelingt, in beiden Läufen weniger als 10 % Abweichung zur Zieldistanz zu erreichen. Ebenso wichtig wie das Rennergebnis ist ein innovatives Konzept und dessen Präsentation beim Posterwettbewerb. Zum Wettbewerb werden die acht Teams durch die Jury nominiert, welche die innovativsten und vielversprechendsten Konzepte einreichen. Die besten Teams erhalten die folgenden Preise:

  

1. Platz: 2000 € und den ChemCar-Pokal

2. Platz: 1000 €

3. Platz: 500 €

 

Die wichtigsten Daten in der Zusammenfassung:

  • Bei der Posterpräsentation kommt es auf die Innovation beim Konzept, dessen Umsetzung und Präsentation an
  • Beim Rennen muss eine bestimmte Distanz mit einem definierten Zusatzgewicht zurückgelegt werden
  • Rennen und Posterpräsentation gehen zu gleichen Teilen in die Gesamtwertung ein

       

An dieser Stelle möchten die kjVI sich herzlich bei den Sponsoren bedanken, ohne die die Veranstaltung dieses Wettbewerbs nicht möglich ist!


ChemCar-Wettbewerb 2018: Platzierungen und Punkte-Auswertung

(Bild: kjVI)
ChemCar-Wettbewerb 2018: Platzierungen und Punkte-Auswertung

Wie bereits in den vergangenen Jahren, überwachten die Sicherheitsexperten der Firma INBUREX GmbH den sicheren Ablauf des ChemCar-Wettbewerbs. Alle Studierenden bekamen in den Sicherheitsinspektionen im Vorfeld des Wettbewerbs Einblicke in die Sicherheitstechnik, die über die Vorlesungsinhalte weit hinaus gingen.

Die Gewinner des ChemCar-Wettbewerbs 2018

Glückwunsch an das Team der Universität Ulm!

Insgesamt sieben Teams aus drei Ländern stellten sich der Herausforderung, ein ChemCar zu entwerfen und am Wettbewerbstag die ausgeloste Strecke von 14,5 Metern mit einem Zusatzgewicht von stolzen 30 % möglichst genau zu erreichen. Das Team der Universität Ulm schloss das Rennen und die Gesamtbewertung am besten ab. 

 

Der zweite Platz ging an das Team ging an das Team DHBW Mannheim mit "LoChemotive" und der dritten Platz an das Team der Technischen Universität Dortmund mit seiner "Alten Rostlaube".

 

Die kjVI gratulieren allen Teams recht herzlich und danken für einen gelungen Wettbewerb!

 

Ein großes Dankeschön geht an die Spender und Sponsoren, die den ChemCar-Wettbewerb 2018 erst ermöglicht haben:  BASF, COVESTRO, Evonik, INBUREX, InfraServ-Knapsack, Lanxess, Lonza und Merck. 

 

Wir freuen uns schon auf einen spannenden Wettbewerb am 04. und 05. November 2019 im Rahmen des Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgemeinschaft "Prozess-, Apparate- und Anlagentechnik" (PAAT) im Kongresszentrum Westfalenhallen Dortmund.

 

Die Bedingungen, das Regelwerk, die Vorlagen und die Einreichfristen für den ChemCar-Wettbewerb 2019 finden Sie ab Februar 2019 auf dieser Internetseite.

Großes Gruppenfoto mit allen ChemCar Teams 2018 sowie den Organisatoren, Repräsentanten der Sponsoren und dem Sicherheits-Management (Bild: DECHEMA/Haas, picture alliance)

Die beteiligten Teams des ChemCar-Wettberwerbs 2018

  • RWTH Aachen, NichtNurTheoretiCAR
  • TU Dortmund, Alte Rostlaube
  • HAW Hamburg, Turbine HAW
  • DHBW Mannheim, LoChemotive
  • Universität Ulm, Team UUlm
  • TU Lodz, OKTAN
  • Universitas Negeri Semarang, SMARTTRONS

RWTH Aachen

NichtNurTheoretiCAR (Bild: Nils Bues)
RWTH Aachen

Ali Ahmed, Daniel Auth, Nils Bues, Johannes Hahmann, Boris Schüpp, Yannick Tschauder, Julius Walorski

 

„Carl das Große“ vom Team NichtNurTheoretiCAR

Das Grundprinzip der Energieumwandlung des ChemCars basiert auf der Wirkungsweise des Stirling Motors. Diese Wärmekraftmaschine wandelt den Temperaturunterschied zwischen einem warmen und einem kalten Reservoir teilweise in mechanische Energie um.  Dabei werden die Erhöhung bzw. Senkung der Temperatur im jeweiligen Reservoir durch chemische Reaktionen hervorgerufen.  Im kalten Reservoir wird Harnstoff in Wasser gelöst, wodurch sich dort die Temperatur auf nahe 0°C verringert.  Im warmen Reservoir findet die Reaktion von Calciumoxid in Wasser statt, die zur Bildung von Calciumhydroxid und Temperaturen bis zu 100°C führt.  Durch einen Kreisprozess, bestehend aus einer isothermen Kompression, isochoren Erwärmung, isothermen Expansion und isochoren Abkühlung wird die Energie des Temperaturpotential in mechanische Energie zur Fortbewegung des ChemCars umgewandelt. Das Stoppen und damit die zurückgelegte Weglänge des ChemCars wird durch eine weitere chemische Reaktion gesteuert. Dabei handelt es sich um die Reaktion von Iodat mit Disulfit, bei der elementares Iod gebildet wird. Dieses bildet mit der zugegebenen Stärke eine dunkelblau bis schwarz gefärbte Lösung. Allerdings tritt dies erst nach einer Verzögerung ein, wobei die Dauer der Verzögerung durch die Konzentrationen der Edukte beeinflusst werden kann. Der Farbumschlag wird mittels einer Diode detektiert. Dies löst eine Pumpe aus, welche das kalte und warme Reservoir mit Wasser durchspült. Daraufhin hält der Stirlingmotor an, da das treibende Temperaturpotential zu gering wird.

TU Dortmund

Alte Rostlaube (Bild: Tobias Conen)
TU Dortmund

Tobias Conen, Sebastian Derkum, Cedric Küpper

 

Alte Rostlaube 

Das diesjährige Konzept der TU Dortmund steht unter dem Motto Korrosion. Der Korrosionsprozess ist in der Industrie eine zu vermeidende Reaktion, da diese zu Beschädigungen führen kann. Unser Team möchte diesen Prozess nutzen, um mittels Korrosion kontrolliert die gefahrene Distanz des ChemCars einzustellen. Dazu werden in einem Reaktor mehrere dünne Kupferdrähte mit Salpetersäure korrodiert. Diese Reaktion dient als Abbruchreaktion für eine Stromquelle. Dabei kann die Geschwindigkeit der Korrosionsreaktion über die Konzentration der Salpetersäure eingestellt werden und somit auch die Distanz des ChemCars. Als Stromquelle dient eine Batterie nach dem Konzept der Voltasäule. Bei einer Voltasäule werden Kupfer und Zinkbleche verwendet, um einen Stromfluss zu generieren. Das Batteriekonzept wurde von uns übernommen und verbessert. Als Antrieb für das ChemCar wird ein Elektromotor genutzt, welcher den elektrischen Strom in kinetische Energie umwandelt.

HAW Hamburg

Turbine HAW (Bild: HAW Hamburg)
HAW Hamburg

Paul Töllner, Lea Tiedemann, Patrick Biedinger, Sabile Zumberi, Marianne Kronsbein, Felix Peschutter, Vico Hölk

 

Turbine HAW

Das Antriebskonzept des Galaxy Shooters basiert auf einem Schaufelrad, welches mit Druckwasser angetrieben wird. Eine Reaktion, wie sie auch in Brausetabletten abläuft, erzeugt den für die Beschleunigung des Wassers benötigten Druck. 

Die chemische Reaktion, die in unserem druckfesten Reaktor abläuft, ist eine alltägliche Reaktion von Backnatron mit Citronensäure. Das entstehende Kohlenstoffdioxid drückt Wasser aus einem Vorratsbehälter durch eine Düse, welche auf die Schaufelräder der Turbine gerichtet ist. 

NaHCO3+C6H8O7 --> Na+ + H2O + C6H7O7- + CO2

Für dieses Projekt wurden viele Bauteile mit einem 3D-Drucker realisiert. So wurden nicht nur das Schaufelrad sowie die Düse damit gefertigt, auch beim Fahrwerk fand dieses System Anwendung.

Das Design der Düse ist einer Pelton-Turbine nachempfunden, welche gerade bei weiten Fahrtdistanzen mehr Energie für die Vorwärtsbewegung bereitstellen kann. 

DHBW Mannheim

LoChemotive (Bild: Patrik Molitor)
DHBW Mannheim

Markus Ketterer, Patrik Molitor, Inga Müller, Tim Wehberg

 

Das Team der DHBW Mannheim geht dieses Jahr mit der LoChemotive an den Start. Die mit Chemie betriebene Lokomotive besitzt ein 3D-gedrucktes Chasis und nutzt die katalytische Zersetzung von Wasserstoffperoxid als Antrieb. Wir greifen den Klimakiller des 19. Jahrhunderts auf und machen ihn zum ChemCar der Zukunft mit einem transparenten Schornstein, aus dem weder Dampf noch Ruß ausgestoßen, sondern Wasserstoffperoxid zur sauberen und sicheren Reaktion eingefüllt wird.

 

Bei der Katalyse zersetzt sich H2O2 zu H2O und O2. Der Sauerstoff wird in den Motor geleitet und generiert das Drehmoment. Die Wahl für den Motor fiel hierbei auf einen pneumatischen Kolbenmotor. Durch eine Nebenreaktion entsteht Chlorwasserstoff, welches durch die wasserbefüllte Abgasreinigung in Lösung gebracht wird. Die dadurch entstehende schwache Salzsäure kann nach dem Betrieb leicht neutralisiert werden. 

Universitas Negeri Semarang

SMARTTRONS (Bild: Waliyuddin Sammadikun)
Universitas Negeri Semarang

Waliyuddin Sammadikun, Purbo Tri Prakoso, Deni Tri Wahyudi, Hanifah Nur Aini

 

Smarttrons is a prototype of ChemCar from Universitas Negeri Semarang, Indonesia which has the car dimension of  46   27   29 cm. Smarttrons uses aluminum as a chassis and supported by four wheels. The car powered by the pressure of carbon dioxide gas generated when sodium bicarbonate reacts with acetic acid. The reaction equation takes place as follows:

NaHCO3 (s) + CH3COOH (aq) --> CO2(g) + CH3COONa(aq) + H2O(l)

The pressurized gas as a driving force then converted to mechanical energy using a pneumatic system. The stopping mechanism of the car occurred once the reaction was completed. The reaction occurs in a pressure vessel reactor which has three nozzles consists of the first nozzle as connected part with temporary chemical storage for acetic acid, the second nozzle as a safety valve and the third nozzles as a place for pressure regulator and filter. Carbon dioxide gas stored in a pressure vessel reactor. The pressurized gas is regulated downstream through a pressure regulator before released to the pneumatic system. Roller valve supports the gas to generate a back and forth motion in pneumatic stroke. This reaction also forms foams that consist of gas and water. A filter is assembled next to a regulator to separate gas and water.  The stopping mechanism in this car depending on the amount of sodium bicarbonate and the volume of acetic acid. The concentration of acetic acid is fixed at 2.5 M. The car will stop when sodium bicarbonate is completely reacted. Thus, there is no additional stopping mechanism system is required in this car.

TU Lodz

OKTAN (Bild: Weronika Szkudlarek)
TU Lodz

Adrian Rosinski, Marcin Blaszczyk, Maria Zakrzewska, Weronika Szkudlarek, Weronika Walek, Katarzyna Gluba

 

This year our team decided to design a vehicle powered by a pressure engine. 


The car is a platform on wheels and the installation consists of two stainless steel tanks and other stainless-steel fittings. There are four separate valves that are designed for filling the tanks with reagents and one for draining the residues after the reaction. There is also a safety valve which will be used in the case of an emergency. The gases generated in the reaction will be transferred to the steam engine also located on the platform through a Teflon hose. The engine is connected to the gears that moves the wheels. For safety reasons installation is provided with a manometer. The vehicle is powered by the reaction occurring between an acidified solution of sodium ethanedioate and potassium manganate (VII), which serves as the catalyst. Carbon dioxide is produced during the reaction and then transmitted to the steam engine that drives the wheels. Reaction equation is following:

2 KMnO4 + 5 Na2C2O4 + 8 H2SO4  --> K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 Na2SO4 + 8 H2O + 10 CO2

There is no separate braking mechanism. The vehicle is stopped following the depletion of substrates, which brings about a simultaneous pressure drop in the steam engine. The calibration is based on measuring the covered distances and their relation with the amounts of reactants. 

Uni Ulm

UUlm (Bild: Paul Töllner)
Uni Ulm

Pascal Wörle, Benjamin Hämmerle, Christian Wolf, Sarah Hoffmann, Jonas Tetzloff, Kerstin Albers, Daniel Schumacher

 

Da wir ein neu gegründetes Team sind und daher noch keine Erfahrung im ChemCar-Wettbewerb besitzen, haben wir versucht, das Auto nach dem KISS(Keep It Simple and Stupid)-Prinzip zu designen. Daher besteht die Idee, dass wir auf vorerst auf bekannte Systeme zurückgreifen und die Energiequelle von der Stoppreaktion abkoppeln.

Aufgrund des Forschungsbereichs der erneuerbaren Energien der Universität Ulm haben wir uns für eine Brennstoffzelle als Energiequelle entschieden. Aus Sicherheitsgründen kamen wir zu dem Schluss, dass eine Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (DMFC) die beste Wahl wäre, da eine brennbare Flüssigkeit im Umgang einfacher und gefahrloser ist, als ein hochreaktives Gas wie Wasserstoff. Zudem wird der Bedarf an unter Druck stehenden Apparaturen umgangen. Als Antrieb fungiert ein Gleichstrommotor.

Für die Stopp-Reaktion haben wir uns für die seit dem 19. Jahrhundert bekannte Landoldt-Reaktion entschieden. Dabei handelt sich um eine Zeitreaktion, die einen schlagartigen Farbumschlag aufweist. Durch die Veränderungen der Konzentrationsverhältnisse kann der Farbumschlag zeitlich variiert werden. Die Transmission, welche auch im IR-Bereich beeinflusst wird, wird über eine Photodiode gemessen. Ein Komparator vergleicht nun den Ausgang der Diode mit einer Referenzspannung und schaltet dann ein Relais, welches dem Motor die Stromversorgung abstellt. 

Durch diese getrennten Reaktionen kann das Verhalten der Stopp-Reaktion und der Brennstoffzelle separat voneinander untersucht werden. Die Festlegung der Fahrstrecke erfolgt durch vorheriges Kalibrieren der Stopp-Reaktion.

Veranstalter: kjVIs

Sicherheitstechnik 2018

 

 

Der ChemCar-Wettbewerb 2018 wird unterstützt durch

Wir danken für die freundliche Unterstützung des ChemCar-Wettbewerbs 2018, auch im Namen des Veranstalters, der kjVIs.

BASF-Logo blau
Covestro-Logo
Logo Inburex
InfraServ-Logo
Lanxess-Logo
Lonza-Logo
Merck-Logo