This lesson contains 26 slides, with interactive quizzes and text slides.
Lesson duration is: 45 min
Items in this lesson
Behandelen voorkennis en §17.1
oefenen met de stof
Wat gaan we doen vandaag?
Slide 1 - Slide
Welke 2 onderdelen vind jij het moeilijkste
Slide 2 - Open question
Bussen in London
De waterstofbus in London:
Een tankstop duurt ongeveer vijf minuten.
De waterstof is nu nog een bijproduct van een industriële chlooralkalifabriek.
Vanaf 2023 wordt de waterstof betrokken van een offshore windpark uit de buurt.
Hoe werkt dat nu precies?
Slide 3 - Slide
Na deze les kun je de volgende begrippen uitleggen en in de juiste context gebruiken:
energietransitie, duurzame brandstoffen.
en kun je
uitleggen hoe waterstof als brandstof werkt
de bouw en werking van brandstofcellen beschrijven.
onbekende halfreacties opstellen
Wat weet je na deze les
Slide 4 - Slide
Een duurzame (bio)brandstof moet aan de volgende voorwaarden voldoen:
de brandstof moet zo duurzaam mogelijk geproduceerd zijn;
de brandstof moet per gewichtseenheid zoveel mogelijk energie leveren
Door de biomassa op verschillende manieren te behandelen ontstaan diverse biobrandstoffen.
Duurzame brandstof
Slide 5 - Slide
bio-ethanol heeft een andere structuurformule dan ethanol
A
Yes
B
No
Slide 6 - Quiz
1e generatie biobrandstof:
Gemaakt van plantaardig materiaal, zoals palmolie, koolzaad, suikerriet, maïs en graan. Dit materiaal wordt vaak in tropische landen gekweekt. De productie van eerste generatie biobrandstoffen neemt landbouwgrond in beslag en kan daardoor ten koste gaan van voedselproductie.
2e generatie biobrandstof:
Biobrandstoffen die bestaan uit afvalstoffen (afval uit de vleesproductie, afgedankt frituurvet) en (resten van) planten die niet geschikt zijn voor voedsel, bijvoorbeeld houtsnippers. Voor deze zogenoemde tweede generatie biobrandstoffen is geen extra landbouwgrond nodig.
3e generatie biobrandstof:
Biobrandstof op basis van algen en bacteriën. Deze organismen worden speciaal hiervoor gekweekt. Biobrandstof maken van algen en bacteriën is nu nog heel duur. Nieuwe technieken moeten de productie goedkoper maken
3 generaties
Slide 7 - Slide
Zowel fossiele als biobrandstoffen zijn in energiedragers, waarin zonne-energie via fotosynthese is opgeslagen.
Biobrandstoffen zouden CO2-neutraal zijn en niet bijdragen aan het versterkt broeikaseffect. In hoeverre ben jij het daar mee eens?
Koolstofkringloop
Slide 8 - Slide
Leg uit of biobrandstoffen voor een vermindering van het broeikaseffect zorgen?
Slide 9 - Open question
Duurzame energie bronnen zijn de toekomst. Je kunt de duurzame energiebron windenergie inzetten voor elektrische energie, of voor een biobrandstofcentrale. Wat is duurzamer en waarom ?
A
inzetten voor de biobrandstof,
want dat levert geen extra CO₂ uitstoot op.
B
inzetten voor de biobrandstof, dit heeft een hogere energie kwaliteit
C
inzetten voor de elektrische energie, want dat levert geen extra CO₂ uitstoot op.
D
inzetten voor de elektrische energie, dit heeft een hogere energie kwaliteit
Slide 10 - Quiz
Noteer deeltjes links en rechts van de pijl
Maak alle atomen kloppend BEHALVE O en H
Maak O kloppend met H2O
Maak H kloppend met H+
Maak lading kloppend met e-
Basisch of neutraal milieu? Compenseren door aan beide kanten OH- toe te voegen:
Let op bij stap 6: combineer H+ en OH- tot H2O en streep weg aan beide kanten
Onbekende halfreacties opstellen
Slide 11 - Slide
Maak de onderstaande halfreactie compleet MnO2 → Mn2+
Slide 12 - Open question
Maak de onderstaande halfreactie compleet
MnO2 → Mn2+
Kloppen de atomen links en rechts van de pijl BEHALVE O en H?
MnO2 → Mn2+👍🏼
Maak O kloppend met H2O
MnO2 → Mn2+ + 2 H2O👍🏼
Maak H kloppend met H+
MnO2 + 4H+→ Mn2+ + 2 H2O👍🏼
Maak lading kloppend met e-
MnO2 + 4H+ + 2e-→ Mn2+ + 2 H2O👍🏼
Let's try
Slide 13 - Slide
CH3OH → CO2
Slide 14 - Open question
Methanol brandstofcel
Slide 15 - Slide
NO3- → NH3 in een basisch milieu
Slide 16 - Open question
Nu met als extra punt: de halfreactie gebeurt in een basisch milieu
Nog een voorbeeld
Slide 17 - Slide
Welke vragen uit voorkennis en §17.1 wil je vandaag bespreken
Slide 18 - Mind map
Een brandstofcel is een elektrochemische cel die als een continu proces wordt gedreven om elektrische energie te leveren (continue toevoer en afvoer van brandstof)
Een brandstof is de energiedrager die energie 'verliest' in een verbrandingsreactie. Dit is een redoxreactie, waarbij de brandstof altijd de reductor is.
De halfreactie van deze reductor staat vaak niet in Binas.
Deze redox reactie lijkt op een verbrandingsreactie, vandaar de naam brandstof cel.
De brandstofcel
Slide 19 - Slide
Brandstof cel
Elektrochemische cel met voortdurende aanvoer van reagerende stoffen.
Ox: O2 + 4 H+ + 4 e- -> 2 H2O
Red: H2 -> 2 H+ + 2 e- (2x)
Totaal: 2 H2 + O2 -> 2 H2O
H+ tegen elkaar wegstrepen.
Slide 20 - Slide
HELP! dit snap ik niet
Slide 21 - Open question
Membraan waar alleen H+ doorheen kan
(Electrolyt)
Opstellen reactie met halfreacties:
Reacties optellen + alles voor en na de pijl wegstrepen dat hetzelfde is
Totale reactie bij waterstof brandstofcel: 2H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)
Waterstof brandstofcel
Slide 22 - Slide
Elektrolyt
Opstellen reactie met halfreacties
Reacties optellen + alles voor en na de pijl wegstrepen dat hetzelfde is
Totale reactie bij waterstof brandstofcel:
Methanol-brandstofcel
Slide 23 - Slide
Bij de energietransitie vervangen duurzame energiebronnen zoals biobrandstoffen uit biomassa of waterstof fossiele brandstoffen.
Zonne- en windenergie leveren duurzame elektriciteit.
Een brandstofcel is een elektrochemische cel, waarin een continue aanvoer is van de brandstof (de reductor) en zuurstof (de oxidator).
In een brandstofcel bevinden zich elektroden, een elektrolyt en een ionselectief membraan.