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Algen sind mikroskopisch kleine, pflanzenähnliche, einzellige Organismen, die manchmal Algenkolonien bilden. Aus ihnen kann Biokraftstoff hergestellt werden, der aus Lebewesen gewonnen wird. Während industrielle Verfahren für die Produktion von Biokraftstoffen in großem Maßstab entwickelt werden, gewann die damals 16-jährige Studentin Evie Sobczak die Intel International Science and Engineering Fair 2013 für ihren auf Garagen basierenden Prozess, bei dem Algen in Biokraftstoffe umgewandelt werden. Bei der Herstellung von Biokraftstoff aus Algen werden die Algen kultiviert und geerntet, das Rohöl extrahiert und anschließend raffiniert.
Algen kultivieren
Mit Materialien aus Ihrem örtlichen Baumarkt können Sie eine Kultivierungskammer in einer Maschinenwerkstatt bauen. Die Kammer ist eine Kiste mit einer Algenlösung, in die Sie über PVC-Rohre rot-orange Lichtfarben einbringen - dieses Licht produziert den größten Algenertrag. Installieren Sie einen Aquarium-Bubbler und elektrische Paddel, um Luftblasen zu erzeugen und zu bewegen. Die Algen absorbieren Kohlendioxid in Blasen, das sie zur Energieerzeugung durch Photosynthese verwenden. Schützen Sie sich gegen Säurebildung, indem Sie eine Base, Natriumcarbonat, zugeben.
Algen ernten
Kombinieren Sie nach 12 Wochen Eisenpulver mit den Algen, um ein Eisenoxidpolymer zu bilden, das am Boden der Kammer ausfällt. Nachdem Sie das überschüssige Wasser abgelassen haben, das Sie recyceln können, um mehr Algen zu züchten, entfernen Sie nicht gebundenes Eisenpulver mit einem starken Magneten und sammeln Sie die Biomasse für die Extraktion.
Rohöle extrahieren
Verwenden Sie ein Hochdrucksystem mit hohem Salzgehalt, um die Algenaufschlämmung in eine Kammer zu schießen, die von einem 1-Watt-Ultraschallgenerator in Schallwellen getaucht und mit kleinen Hörnern verstärkt wird. Diese Wellen zerstören die Zellwände der Algen und geben den inneren Inhalt für die Sammlung in einem Becher frei. Das gesammelte Material in destilliertem Wasser baden. Auf dem Wasser bildet sich eine fettige oder ölige Schicht. Überfliegen Sie diese Schicht mit einer Pipette, um die Lipide zu sammeln.
Verfeinerung des Biokraftstoffs
Mischen Sie Bariumhydroxid mit den Algenlipiden in Gegenwart von Methanol unter Verwendung eines als Umesterung bezeichneten Verfahrens. Das Barium wirkt als Katalysator, der über einen Zeitraum von drei Stunden bewirkt, dass das Methanol mit den Lipiden unter Bildung von Biokraftstoff reagiert. Anschließend die Materialien heftig mischen. Zuletzt die Algenreste mit destilliertem Wasser abwaschen. Als Evie Sobczak den aus diesem Prozess resultierenden Biokraftstoff testete, stellte sie fest, dass er effizienter verbrannte als Diesel Nr. 2. Sie behauptete auch, dass der Biokraftstoff eine bessere Kilometerleistung als Dieselkraftstoff liefern würde.