Kategorie: Spannendes Wissen

Seit über 60 Jahren werden sogenannte Crashtest-Dummy-Puppen eingesetzt, um Verkehrsunfälle nachzustellen. Ein Dummy ist eine Kunststoffpuppe und so groß wie ein normaler Mensch. Sie wird für Crashtests in Autos eingesetzt, damit man sehen kann, wie unterschiedliche Unfallsituationen für den Menschen ausgehen können. Die Auswirkungen werden genau unter die Lupe genommen, um die Sicherheitsvorkehrungen in Fahrzeugen anzupassen. Das klingt doch nach einer sicheren Nummer, oder? Es gibt jedoch einen Haken an der Sache… Warum dies schwere Folgen haben kann, findest du in diesem Artikel heraus!

Der Dummy – ein echter Mann

Für Crashtests wird eine bestimmte Art von Dummy-Puppe eingesetzt. Du fragst dich welche? Es handelt sich dabei um eine Puppe, die den durchschnittlichen Mann darstellt. Das bedeutet: Sie ist 1,75 Meter groß, wiegt 78 Kilogramm und hat den Körperbau eines Mannes. Dein Vater oder Onkel ist vielleicht kleiner/größer oder schwerer/leichter als diese Angaben, aber genau deshalb verwendet man in Studien einen Durchschnitt. Denn so lässt sich am ehesten die Allgemeinheit widerspiegeln. Anhand dieser männlichen Maße werden bei der Entwicklung von Autos der Sitz, der Sicherheitsgurt und der Airbag im Fahrzeug angeordnet. Du ahnst nun vielleicht schon, was das Problem hierbei ist. Genau: Was ist eigentlich mit weiblichen Personen? Zum einen sind Unternehmen nur dazu verpflichtet, die Tests mit Dummy-Puppen mit männlicher Statur zu machen. Zum anderen ist die Herstellung der Kunststoffpuppen eine sehr teure Angelegenheit.

Crashtests machen Fahrzeuge sicherer. Foto: Adobe Stock // blueringmedia

Knifflige Unterschiede mit großer Bedeutung

Dass die Sicherheit von Fahrzeugen an menschenähnlichen Puppen getestet wird, ist super, gar keine Frage. Um nun das Fahren auch für Frauen sicherer zu machen, ist es doch sinnvoll, einen kleineren und leichteren Dummy zu verwenden, oder? Ganz so einfach ist es jedoch nicht! Es stimmt zwar: Frauen sind, bis auf einige Ausnahmen, kleiner und leichter als Männer. Es kommt aber noch mehr hinzu. Durch die kleinere Körpergröße sitzen sie häufig höher und auch näher am Lenkrad.

Außerdem ist der Körperschwerpunkt der beiden Geschlechter verschieden: Während er bei Männern im Bereich der Schultern liegt, befindet er sich bei den Frauen im unteren Rücken. Im Körperbau gibt es zahlreiche Unterschiede zwischen den Geschlechtern. So haben weibliche Personen schmalere Schultern, einen größeren Rumpf und ein breiteres Becken im Gegensatz zu männlichen Personen. Zusätzlich haben sie biologisch bedingt einen größeren Anteil an Körperfett und weniger Muskulatur. Bei Verkehrsunfällen spielen diese Faktoren eine wichtige Rolle. Du siehst also, bei der Entwicklung weiblicher Crashtest-Dummy-Puppen und beim Nachstellen von Unfällen muss sehr vieles beachtet werden. Das gilt natürlich auch für Dummies in Kindergröße.

Unterschiedliche Crash-Dummies für mehr Sicherheit. Foto: Adobe Stock // 3drenderings

Wenn die Vollbremsung zu spät ist

Nehmen wir nun einmal an, der schlimmste Fall tritt ein und es kracht auf der Straße. Dann hängen die körperlichen Schäden also stark davon ab, welchem biologischen Geschlecht man angehört. Wie du dir nun vielleicht denken kannst, kommen Frauen dabei leider schlechter davon als Männer. Da beispielsweise die Kopfpolster nicht auf die Größe von Frauen ausgelegt sind, erleiden sie bis zu dreimal häufiger ein Schleudertrauma. Kleinere Halswirbel und der schmalere Nacken sorgen außerdem dafür, dass eine ruckartige Kopfbewegung bei einem Unfall für Frauen oft noch schlimmer ist. Zusammengefasst bedeutet das: Durch die körperlichen Unterschiede haben Frauen ein höheres Verletzungs- und auch Sterberisiko bei Autounfällen. Das Problem ist also klar, jetzt braucht es hierfür noch eine Lösung. 

Mit Eva Richtung Fortschritt

Es gibt einen Lichtblick: Der erste weibliche Crashtest-Dummy heißt Eva! Erfunden wurde sie von der Ingenieurin und Forscherin Astrid Linder, die sie bei der Veranstaltung TEDxKTHWomen in Stockholm im Dezember 2018 vorgestellt hat. Eva ist 1,62 Meter groß und wiegt 62 Kilogramm. Der Unterschied zwischen Eva und den bisher für Frauen verwendeten Test-Modellen ist, dass Eva tatsächlich das durchschnittliche Gewicht und die durchschnittliche Größe einer Frau repräsentiert. Das ist aber noch nicht alles! Evas Brust, ihr Becken und ihre Hüfte sind dem des weiblichen Körperbaus nachempfunden.

Dementsprechend ist der Körperschwerpunkt auch dort, wo er bei einer echten Frau ist. Mit einer solchen “echten” weiblichen Dummy-Puppe kann also dafür gesorgt werden, dass Sicherheitsvorkehrungen in Autos zukünftig besser für Frauen angepasst sind. Durch die hohen finanziellen Kosten der Herstellung von Dummy-Puppen wurden mit Eva bislang nur Heckaufprallunfälle mit geringer Schwere getestet. Aber auch diese Tests sind bereits von großer Bedeutung! Ein kleiner Schritt ist also bereits getan. Um Gleichberechtigung bei Crashtests zu erlangen, müssen in Zukunft aber noch viel mehr Evas zum Einsatz kommen. Dazu müssen vor allem Regelungen angepasst werden, damit Tests mit weiblichen Dummies verpflichtend sind. Übrigens: Wie genau ein Crashtest funktioniert und welche unterschiedlichen Arten es neben den genannten Heckcrashs gibt, kannst du in unserem passenden Blogartikel nachlesen!

Das ist Eva – der erste weibliche Crashtest-Dummy. Foto: Phillip Sorri/VTI

Beitragsfoto: Adobe Stock  / / 3D motion

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Dezember 2022

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema “Fahrzeugsicherheit”

 

 

Unsere Städte werden intelligenter. Das liegt daran, dass neue Technologien entstehen, die ziemlich viel drauf haben. Aber was bedeutet intelligente Technik eigentlich? Es bedeutet, dass technische Geräte so programmiert werden, dass sie mitdenken – fast wie ein Mensch. Vielleicht hast du schon mal vom Internet der Dinge gehört oder unseren Blogbeitrag dazu gelesen. Das Internet der Dinge verbindet die reale mit der digitalen Welt – also der Technik. Intelligente Technik vernetzt Geräte miteinander und lässt sie untereinander kommunizieren. Die intelligenten Geräte können perfekt auf ihre Umwelt reagieren und sind uns eine große Hilfe.

Lichter, die mitdenken

Eine Technologie, an der fleißig geforscht und weiterentwickelt wird, sind intelligente Straßenlampen. Die Lampen sind so klug, dass sie nur dann angehen, wenn du daran vorbei läufst, mit dem Fahrrad darunter entlang fährst oder deine Eltern mit dem Auto daran vorbeifahren. Das ist doch irgendwie magisch, oder? Sie reagieren also auf Bewegung. Aber wie können die Lampen wissen, dass gerade jemand vorbeikommt? Vielleicht erinnerst du dich an unseren Beitrag zum autonomen Fahren – denn genau wie beim Auto kommen auch bei den Straßenlampen Sensoren zum Einsatz. Diese Sensoren funktionieren für die Technik wie die Sinne für den Menschen. Sie helfen dabei, die Umgebung genau wahrzunehmen. Mithilfe von Sensoren nehmen die Lampen also Bewegungen um sie herum wahr und passen ihre Helligkeit entsprechend an. Und wenn sich niemand in der Nähe befindet, leuchten sie nur schwach. Der Einsatz von intelligenten Lampen ist wichtig, denn wenn wir unsere Straßen hell beleuchtet lassen, obwohl niemand draußen ist, verursacht das unnötige Kosten.

Straßenlaternen leuchten dort, wo wir sie brauchen. Foto: Freepik

Vorteile für Mensch und Tier

Bestimmt sagen deine Eltern auch manchmal, dass du nicht vergessen solltest, das Licht aus zu machen, wenn du einen Raum verlässt. Strom ist nämlich teuer. Das versuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit diesen neuen Technologien zu ändern. Die Straßenlampen werden mit sogenannten Leuchtdioden, oder kurz LED´s, ausgestattet. Das sind winzig kleine Lämpchen, die sich leicht mit digitaler Technik verbinden lassen und länger funktionieren als normale Lampen. Wenn eine Lampe nämlich so intelligent ist und sich selbst ausschaltet, wenn sie nicht benötigt wird, dann spart das Geld.

Aber noch wichtiger als die Kosten ist deine Sicherheit. Viele Menschen trauen sich nicht, alleine nach draußen zu gehen, wenn es etwas dunkler ist. Vielleicht geht es dir genau so? Doch keine Sorge: Die intelligenten Straßenlampen sollen Plätze wie zum Beispiel Parks zu bestimmten Uhrzeiten stärker beleuchten. So brauchst du abends auch zukünftig keine Angst zu haben. 

Aber nicht nur für die Menschen, sondern auch für die Umwelt bringt die intelligente Straßenbeleuchtung Vorteile mit sich. Dauerhafte Beleuchtung bei Nacht lässt Zugvögel die Orientierung verlieren, nachtaktive Tiere wie Fledermäuse sind verwirrt und Insekten, die sich von hellem Licht angezogen fühlen, können an der heißen Lichtquelle verbrennen. Die Reduzierung dieser Lichtverschmutzung hilft also, Tiere zu schützen und dafür zu sorgen, dass weniger Insekten sterben. 

Die Lampe als Multitalent

Bis die intelligenten Straßenbeleuchtungen in jeder Stadt installiert werden, dauert es wohl noch eine Weile, aber es ist ein riesiger Schritt in der Wissenschaft. Einige deutsche Städte, zum Beispiel Brilon oder Göppingen, haben bereits Testprojekte mit intelligenten Straßenlaternen gestartet. Solche sogenannten Pilotprojekte sind wichtig, um die Auswirkungen neuer Technologien genau zu beobachten.

Neben ihrer Leuchtkraft hat die Straßenlaterne sogar noch mehr Talente auf Lager! So gibt es bereits smarte Straßenlampen, die als WLAN Hotspot genutzt werden, sodass man in ihrer Nähe ganz einfach im Internet surfen kann. Als Notrufsäule kann die Lampe sogar dabei helfen, Menschen zu retten. Außerdem bieten einige der Laternen die Möglichkeit, E-Autos an ihrem Mast zu laden. Super praktisch, oder?

Strom für Autos aus der Straßenlaterne. Foto: Adobe Stock // Stephen

Beitragsfoto: Adobe Stock  / / Petair

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: November 2022

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Intelligente Technik“

 

Was hat denn der Luftwiderstand mit Pinguinen zu tun? Gute Frage! Es geht dabei nicht darum, der Luft möglichst viel Widerstand entgegenzusetzen, sondern genau um das Gegenteil: Die Luft strömen zu lassen. Die Luft soll an Autos vorbei gleiten, so wie Wasser an einem Pinguin. Um das zu messen, nutzt man den sogenannten cW-Wert, den Luftwiderstandsbeiwert.

Was genau ist der cW-Wert?

Der cW-Wert gibt an, wie gut die Luft bei der Fahrt am Auto vorbei strömt. Er sagt also etwas über die Aerodynamik des Autos aus. Automobilhersteller möchten erreichen, dass dieser Wert bei ihren Fahrzeugen möglichst klein ausfällt. Warum ist es wohl gut, wenn Autos immer windschnittiger werden? Die Vorteile machen sich sowohl im Geldbeutel als auch in der Umwelt bemerkbar. Denn wenn man beim Fahren weniger Widerstand ausgesetzt ist, braucht man weniger Kraftstoff. Dadurch spart man Geld und stößt weniger Schadstoffe aus. Aber aufgepasst: Ein niedriger cW-Wert bedeutet nicht gleich, dass ein Auto mit einem geringen Luftwiderstand über die Straße fährt!

Der Pinguin als aerodynamisches Vorbild. Foto: Adobe Stock / / AngelaStolle

Was wirklich zählt: Der Gesamt-Luftwiderstand

Es gibt noch einen Faktor, der mit einberechnet werden muss – die Stirnfläche des Autos. Du kannst sie dir so vorstellen: Wenn du dich mittig vor ein Auto stellst, ist alles, was du jetzt noch siehst, die Stirnfläche. Der Gesamt-Luftwiderstand ergibt sich aus einer Formel, in welcher der cW-Wert des Fahrzeugs mit der Stirnfläche zusammen gerechnet wird. Somit muss man bei SUVs, die den gleichen cW-Wert wie eine Limousine haben, ganz genau hinsehen! Außerdem bleibt der Luftwiderstandsbeiwert nicht immer gleich, sondern steigt bei höherer Geschwindigkeit an. Gemessen wird der cW-Wert in einem künstlichen Sturm im Windkanal. Was es damit auf sich hat, kannst du hier nachlesen. 

Dieser Bereich beschreibt die Stirnfläche eines Autos. Foto: Adobe Stock / / Comauthor

Pinguin gegen Auto – wer kann besser gleiten?

Pinguine sind Spitzenreiter darin, Wasser an sich vorbei gleiten zu lassen. Mit einem cW-Wert von 0,03 stellen sie alle anderen Lebewesen und Fahrzeuge in den Schatten. Automobilhersteller machen sich dieses Phänomen zunutze und versuchen ihren Autos eine Form zu geben, die Pinguinen ähnelt. Mit dem Elektroauto Vision EQXX wurde nun ein neuer Meilenstein erreicht:  Der cW-Wert dieses Modells beträgt gerade einmal 0,17! Immer noch mehr als bei einem Pinguin, aber für ein Auto ganz schön gering. Dieser niedrige Luftwiderstandsbeiwert sorgt dafür, dass die Batterie in einem Elektroauto noch besser ausgenutzt wird, da weniger Energie verloren geht.

Der cW-Wert des Vision EQXX beträgt 0,17.  Foto: Mercedes-Benz Group AG

Ob wir in unseren Autos wohl auch irgendwann so elegant über die Straße gleiten werden wie Pinguine durch das Wasser? Die Zeichen stehen gut! Zukünftig könnte so die Reichweite von Elektroautos erhöht werden, ohne dass dafür größere Batterien benötigt werden.

Beitragsfoto: Adobe Stock  / / Herraez

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Oktober 2022

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zu den Themen „Aerodynamik” und „Bionik”:

Das farb-, geschmack- und geruchlose Gas Wasserstoff ist der Hauptbestandteil von Wasser und aller in der Natur vorkommenden Materialien. Das bedeutet, dass wir auf das Gas fast unbegrenzten Zugriff haben. Von allen bekannten Materialien kann Wasserstoff außerdem am besten brennen. Aber wenn sich Wasserstoff so gut als Energieträger eignet, wieso greifen wir dann auf nicht nachwachsende Rohstoffe wie Kohle, Erdgas oder Erdöl zurück?

Im Jahr 1882 ging in London das erste Kohlekraftwerk der Welt in Betrieb, das elektrischen Strom für die öffentliche Nutzung erzeugte. Damals war das eine Neuheit. Heute ist der fossile Brennstoff Kohle der wichtigste Energieträger in Deutschland. Insgesamt machen fossile Brennstoffe über 50 % unseres gesamten Strombedarfs aus. Da fossile Rohstoffe aber bald aufgebraucht sein werden, werden erneuerbare Energien immer wichtiger!

Warum ist Wasserstoff so wichtig für die Zukunft?

1882 war an erneuerbare Energiequellen aus Wind, Wasser oder Sonne noch nicht zu denken. Nur einer wusste wohl schon damals, dass eine Zukunft ohne Kohle, Erdöl und Co. stattfinden kann: Jules Verne. Der französische Schriftsteller sprach Jahre vor der Eröffnung des ersten Kohlekraftwerks davon, dass „Wasser die Kohle der Zukunft“ sei. Für ihn war klar, dass Wasserstoff zukünftig die Energieversorgung der Erde sichern wird. Denn Wasserstoff ist flexibel einsetzbar und leicht zu transportieren. Zudem kann das Gas aus erneuerbaren Energien hergestellt werden, was gut für die Umwelt und unser Klima ist. Mehr Informationen zu alternativen Antrieben ohne schädliche CO₂-Emissionen findest du hier.

Das chemische Element Wasserstoff wird mit dem Formelzeichen H₂ abgekürzt. Foto: Adobe Stock / / Shawn Hempel

Wasserstoff kommt bisher vor allem beim Antrieb von Elektromotoren in Autos zum Einsatz. Das Allround-Talent kann aber noch in ganz anderen Bereichen verwendet werden und fossile Rohstoffe wie Kohle oder Erdgas ersetzen. So kann Wasserstoff zum Beheizen von Häusern und Unternehmen genutzt werden. Auch für die Chemie- und Stahlindustrie ist das Gas als Energieträger interessant. All das trägt dazu bei, dass Deutschlands Industrie klimaschonender produzieren könnte. Das hört sich toll an, aber ganz so leicht ist es nicht…

Grün, blau, grau, türkis – Wasserstoff ist nicht gleich Wasserstoff

Wasserstoff kommt in der Natur zwar ganz oft vor, aber niemals alleine, sondern immer in Verbindung mit anderen organischen Stoffen: er ist beispielsweise in Wasser, Kohle, Erdöl oder Erdgas zu finden. Aus diesen Materialien muss das Gas herausgelöst werden. Die Methoden, mit denen das Gas gewonnen werden kann, sind unterschiedlich gut oder schlecht für die Umwelt. Denn manche davon treiben die Erderwärmung weiter voran. Warum das schlecht ist und was auch du tun kannst, erfährst du im Artikel zum ökologischen Fußabdruck. Daher unterscheidet die Wissenschaft Wasserstoff je nach Herstellungsart und dem Material, aus dem er herausgelöst wird durch die Farben grau, blau, pink, türkis und grün:

  • Grauer & blauer Wasserstoff: Wenn Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird, spricht man von grauem oder blauem Wasserstoff. Dabei entsteht das Gas CO₂. Bei grauem Wasserstoff wird es in die Atmosphäre abgegeben, was schlecht für die Umwelt ist. Um blauen Wasserstoff handelt es sich, wenn das entstandene CO₂ im Erdboden gespeichert wird. Dieses Verfahren ist klimafreundlicher, aber sehr aufwendig.
  • Türkiser Wasserstoff: Für die Herstellung von türkisem Wasserstoff wird Methan gespalten und das Gas freigesetzt. Dabei entsteht fester Kohlenstoff. Da aus Kohlenstoff kein CO₂ entweichen kann, ist dieser feste Stoff klimaverträglich. Türkiser Wasserstoff befindet sich noch in der Entwicklung.
  • Pinker Wasserstoff: Mit Hilfe der Elektrolyse (mehr dazu hier) kann Wasserstoff aus Wasser gelöst werden. Für diesen Vorgang wird Strom benötigt. Bei pinkem Wasserstoff stammt der Strom allerdings aus Kernenergie. Dabei entsteht radioaktiver Abfall, der nicht natürlich abgebaut werden kann und unsere Erde belastet.
  • Grüner Wasserstoff: Genauso wie pinker wird grüner Wasserstoff aus Wasser gewonnen. Hierbei kommt der dafür benötigte Strom aus erneuerbaren Quellen. Damit ist diese Art von Wasserstoff besonders umweltfreundlich. 
Grüner Wasserstoff kann mit Hilfe erneuerbarer Energien aus Wasser gelöst und zum Antrieb von Motoren oder zum Heizen genutzt werden. Foto: Adobe Stock / / Bogdana

Ist grüner Wasserstoff wirklich grün?

Für die Wissenschaft ist klar: Grüner Wasserstoff ist die einzige wirklich umweltfreundliche Möglichkeit und legt daher ihren Fokus in der Forschung darauf. Klingt soweit alles gut! Nur gibt es da ein Problem: Für die Herstellung von grünem Wasserstoff braucht es sehr viel Energie, also elektrischen Strom. Dieser Strom wird bisher zu Großteilen aus klimaschädlichen Brennstoffen wie Kohle gewonnen, die beim Verbrennen CO₂ ausstoßen. Will grüner Wasserstoff wirklich grün sein, muss das in jedem Prozess seiner Herstellung der Fall sein. Die benötigte Menge an Strom ist bisher noch so groß, dass sie noch nicht aus erneuerbaren Energiequellen hergestellt werden kann. Jetzt wird fleißig weiter daran geforscht, dass grüner Wasserstoff zukünftig wirklich komplett grün sein kann.

Beitragsfoto: Adobe Stock  / / Mediaparts

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Juli 2022

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Erneuerbare & zukünftige Energien”: 

Stell dir vor, mit der Luft, die du ausatmest, können Autos gebaut werden. Das glaubst du nicht? Das geht aber! Einem Unternehmen aus Nordamerika ist es gelungen, ein Fahrzeugteil aus Bestandteilen der Luft herzustellen. Natürlich ist das nicht ganz so einfach. Zuerst muss der Stoff, den du ausatmest, noch umgewandelt werden. Dieser Stoff heißt CO₂. Aber was ist das genau?

Kohlenstoffdioxid – mehr als nur ein Gas

CO₂ oder auch Kohlenstoffdioxid genannt, ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Dieser Stoff entsteht, wenn Menschen und Tiere ausatmen oder wenn fossile Brennstoffe wie Kohle verbrannt werden. CO₂, das von Lebewesen beim Atmen produziert wird, gehört übrigens zum natürlichen Kohlenstoffkreislauf.

Der natürliche Kohlenstoffkreislauf. Foto: SkepticalScience

Kohlenstoffdioxid kannst du dir als farbloses Gas vorstellen, das man nicht anzünden kann. CO₂ wird schon lange in der Industrie eingesetzt, zum Beispiel für die Herstellung des Arzneimittels Aspirin oder um Energie zu erzeugen. Durch neue Entwicklungen ist es jetzt sogar möglich, aus Kohlenstoffdioxid Kunststoff herzustellen. Und dieser Kunststoff kann dann für Bauteile verwendet werden. Verrückt, oder? 

Kunststoff aus CO₂ gewinnen – und gleichzeitig das Klima schützen

Für die Herstellung von Kunststoff wird meistens Erdöl verwendet. Denn Erdöl enthält Kohlenstoff und dieser ist notwendig, um Kunststoff zu produzieren. Erdöl wird allerdings irgendwann nicht mehr verfügbar sein. Das ist ein Problem, denn die Erde wird durch eine übermäßige Verwendung von solchen Ressourcen stark belastet. Deshalb suchen Forscherinnen und Forscher nach anderen Möglichkeiten, Kunststoff herzustellen. Eine davon ist CO₂. Wenn Kunststoff nur noch aus CO₂ statt aus fossilen Energien gewonnen wird, wäre übrigens ein weiteres Umweltproblem behoben. Durch die Industrialisierung und die Digitalisierung wird viel mehr CO₂ in die Atmosphäre geblasen als sie benötigt. Dadurch steigt die Temperatur auf der Erde immer weiter an. Das ist ein Problem, denn so gibt es immer größere Temperaturschwankungen und Umweltkatastrophen wie Hochwasser oder Dürre. Wenn nun das CO₂ verwendet wird, um Kunststoff herzustellen, wird es nicht in die Atmosphäre abgegeben und die Erde erwärmt sich nicht mehr so schnell .

Durch Treibhausgase wie CO₂ wird die Erderwärmung vorangetrieben. Foto: Adobe Stock / / VectorMine

Jetzt fragst du dich sicher, wie genau das klappen soll? Wie wir schon gelernt haben, ist Kohlenstoff ein wichtiger Bestandteil vieler Kunststoffe. Das Elementsymbol von Kohlenstoff ist C. Um den Kohlenstoff aus Kohlenstoffdioxid, also das C aus CO₂, zu lösen, wird ein sogenannter Electrolyzer – eine Art Katalysator – eingesetzt. Dieser kann chemische Stoffe umwandeln. Dieser Prozess heißt Elektrolyse.

Bisher war es nur möglich, aus CO₂ grünen Wasserstoff zu gewinnen und dadurch Strom zu erzeugen (linkes Bild). Kendra Kuhl, Nicholas Flanders und Etosha Cave des Startups Twelve haben jetzt ein Verfahren entwickelt, das aus CO₂ Kunststoff herstellt (rechtes Bild). Fotos: EnBW AG; Mercedes-Benz Group AG

Das erste Fahrzeugteil aus CO₂

Dem amerikanischen StartUp Twelve ist es nicht nur gelungen, aus CO₂ Kohlenstoff und damit Kunststoff herzustellen. Mit ihrer Erfindung – dem Electrolyzer – konnten sie zudem das weltweit erste Fahrzeugteil aus CO₂ entwickeln. Zusammen mit Mercedes-Benz produzierte Twelve die sogenannte C-Säulenverkleidung der B-Klasse des Automobilkonzerns. Was genau die C-Säule ist, kannst du in unserem Artikel “Lustige Wörter aus der Autowelt: Was machen Säulen in unseren Autos?” nachlesen.

 

 

Die C-Säulenverkleidung der B-Klasse von Mercedes-Benz ist das weltweit erste Fahrzeugteil aus Kohlenstoffdioxid.
Foto: Mercedes-Benz Group AG

Das Unternehmen aus Kalifornien will es nicht bei der C-Säule belassen. Bis zum Jahr 2030 will Twelve Millionen Autoteile aus CO₂ herstellen. Aber nicht nur das: Sie wollen mit ihrer Erfindung allgemein fossile Brennstoffe in Produkten reduzieren und aus Kohlenstoffdioxid Autoarmaturen, Laufschuhe oder Kerosin entwickeln. Der Plan ist, dadurch langfristig fast zehn Prozent des weltweiten CO₂-Ausstoßes zu verringern. Ein Auto ganz aus Luft zu bauen, ist also gar nicht so unrealistisch, wie es zunächst erscheint!

Beitragsfoto: Adobe Stock  / / LoopAll

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Juni 2022

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Werkstoffe und Nachhaltigkeit”:

Ein Auto, das sich von selbst und ohne menschliche/n Fahrerin oder Fahrer bewegt – sowas hast du bestimmt schon mal im Fernsehen gesehen. Denn in Filmen gehört das autonome Fahren zur festen Vorstellung von der Zukunft. Das Wort „autonom“ ist griechisch und bedeutet so viel wie „selbstständig“. Das autonome Fahrzeug lenkt sich also selbstständig durch die Straßen, während du und deine Eltern gemütlich darin schlafen, lesen oder spielen könnt. Dieser Traum soll bald zur Realität werden. Daran arbeiten Wissenschaftler/innen und Automobilhersteller.

Die Technik macht’s möglich

Damit Autos ohne menschliche Hilfe fahren können, benötigen sie eine Menge Technik. Denn sie müssen in der Lage sein, blitzschnell auf Veränderungen im Verkehr zu reagieren. Deshalb sind Sensoren die Augen und Ohren des Fahrzeugs. Manche von ihnen arbeiten wie Kameras und sehen das, was eine Fahrerin oder ein Fahrer sehen würde: zum Beispiel, wie die Fahrbahn verläuft. Andere arbeiten mit Echo-Ortung. Sie senden Ultraschallwellen in die Umgebung – also Geräusche, die wir nicht hören können. Sobald eine Schallwelle an ein Objekt wie einen Baum oder ein anderes Auto stößt, wird sie reflektiert. Der Sensor fängt dieses Echo ein und kann so berechnen, wie weit das Objekt entfernt ist. 

Die Sensoren sind die Augen und Ohren des Fahrzeugs. Foto: Adobe Stock // elenabsl

Auch wenn autonome Fahrzeuge aktuell noch nicht für den Straßenverkehr bereit sind – die Sensor-Technologie ist es. Sie kommt bereits heute beim automatisierten Fahren zum Einsatz. Du fragst dich, wo der Unterschied zwischen autonom und automatisiert liegt? 

Was ist was: automatisiert oder autonom? 

Es ist schon lange ganz normal, dass ein Fahrzeug die Person am Steuer ein bisschen unterstützt. Dafür werden sogenannte Fahrerassistenzsysteme in Autos verbaut. Mehr zu diesem Thema Fahrerassistenzsysteme kannst du in unserem Artikel “Intelligent Drive” nachlesen. Sie sorgen für mehr Sicherheit im Straßenverkehr. So verhindert beispielsweise das Antiblockiersystem, dass die Räder bei einer starken Bremsung blockieren. Das ist wichtig, damit der Fahrer oder die Fahrerin die Kontrolle über das Lenkrad behält. Das Antiblockiersystem schaltet sich bei einer Vollbremsung automatisch ein. Diese Art der Unterstützung fällt unter die erste Stufe des automatisierten Fahrens – also des Fahrens, bei dem das Auto Prozesse ohne menschliche Hilfe ausführen kann. Insgesamt gibt es fünf Stufen des automatisierten Fahrens, aber erst bei der letzten handelt es sich wirklich um autonomes Fahren.

Stufe 1: Im Auto sind einzelne Assistenzsysteme verbaut, die sich in einer gefährlichen Situation selbstständig aktivieren.

Stufe 2: Das Fahrzeug verfügt über einen Modus, in dem es für kurze Zeit die Spur halten, bremsen und beschleunigen kann – ohne, dass der Mensch die Hände am Lenkrad oder einen Fuß am Gaspedal hat.

Stufe 3: Der Wagen kann bestimmte Strecken ganz ohne menschliche Hilfe zurücklegen. Währenddessen dürfen der Fahrer oder die Fahrerin ihre Aufmerksamkeit vom Verkehr abwenden: Zeitung lesen, Nachrichten ins Handy tippen oder online einkaufen sind erlaubt. Doch sobald das System ein Problem meldet, muss der Mensch sofort wieder ans Steuer. 

Stufe 4: Das Auto fährt von alleine. Es übernimmt alle Funktionen und gibt sie nur im Notfall wieder an die Person im Fahrzeug ab. So ein Notfall ist eine Situation, für die das System nicht programmiert wurde. Das Auto weiß also nicht, welche Reaktion ausgeführt werden soll. Für diesen Fall muss der Mensch grundsätzlich in der Lage sein, die Kontrolle zu übernehmen. 

Stufe 5: Beim autonomen Fahren gibt es keinen Fahrer und keine Fahrerin mehr. Der Mensch wird zum Passagier – so wie ein Fahrgast im Zug oder Bus. Das System im Wagen trifft eigenständige Entscheidungen und hat die volle Verantwortung. Der Fahrgast kann nicht eingreifen und muss deshalb zu keiner Zeit das Steuer übernehmen. 

Die Unterschiede zwischen den 5 Stufen siehst du in dieser Grafik noch einmal ganz deutlich:

Stufen des automatisierten Kfz-Verkehrs. Foto: VCÖ (www.vcoe.at)

Bestimmt ist dir der Unterschied zwischen automatisiertem und autonomem Fahren schon aufgefallen. Beim automatisierten Fahren kann das Auto nur die Prozesse ausführen, für die es programmiert wurde. Das Fahrzeug folgt festgelegten Regeln. Doch sobald eine Situation auftritt, für die es nicht programmiert wurde, muss der Mensch eingreifen. Autonom ist ein Wagen erst dann, wenn er ganz ohne menschliche Unterstützung auskommt und selbstständig Entscheidungen treffen kann. Um spontan handeln zu können, verfügt ein autonomes Fahrzeug über selbstlernende Technik. Wenn du wissen willst, wie genau das funktioniert, dann schau doch mal in unseren Beitrag über Algorithmen.

Ein großer Schritt

Das System DRIVE PILOT macht automatisiertes Fahren der Stufe drei möglich. Foto: Mercedes-Benz Group AG

Seit diesem Jahr düst der erste automatisierte Wagen der Stufe drei über deutsche Straßen – es ist die neue Mercedes S-Klasse. Das System, das den Wagen automatisch fährt, heißt DRIVE PILOT. Es ermöglicht dem Fahrer oder der Fahrerin, bei viel Verkehr zu entspannen. Denn der Autopilot hält die Spur und den Abstand zu anderen Fahrzeugen. Das System darf im Stau auf der Autobahn eingeschaltet werden und maximal 60 Kilometer pro Stunde fahren. Damit erfüllt Mercedes-Benz als erster Automobilhersteller alle Anforderungen an Technik und Sicherheit eines hochautomatisierten Autos. Das ist ein großer Schritt in Richtung autonomes Fahren.

Beitragsfoto: Adobe Stock // metamorworks

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Mai 2022

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In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Automatisiertes Fahren“

Ein Leben ohne Internet können wir uns gar nicht mehr vorstellen. Denn mittlerweile besitzen die allermeisten Menschen Laptops, Tablets und Smartphones. Damit können wir immer und überall online gehen. Wenn uns  eine Frage beschäftigt, googeln wir sie und sind danach meistens schlauer. Außerdem gibt es im Internet eine Menge Spiele, die Spaß machen. Sicherlich hast du dir auf einer langen Autofahrt mit deinen Eltern auch schon die Zeit mit Apps vertrieben. Wusstest du, dass App die Abkürzung für das englische Wort „application“ ist? Das bedeutet Anwendung oder Programm. Apps gibt es für alle möglichen Bereiche: zum Spielen, Lesen, Lernen, Chatten und mehr.

Schlau, schlauer, smart!

Auch deine Eltern nutzen Apps – aber wahrscheinlich andere als du. Denn mit bestimmten Anwendungen lässt sich die Technik im Haus kontrollieren: die Kaffeemaschine starten, Musik spielen oder die Heizung aufdrehen. Wenn sich besonders viele Haushaltsgeräte über das Smartphone oder Tablet steuern lassen, sprechen wir von einem „Smart Home“. Das klingt ganz ähnlich wie Smartphone. Kein Zufall, denn in beiden Begriffen steckt das Wort „Smart”, was soviel wie „intelligent“ bedeutet. Das Smartphone ist also das intelligente Telefon und das Smart Home das intelligente Zuhause. Doch was macht sie so schlau? Es ist das Internet der Dinge. 

IoT – Ei O Was?

Das Internet der Dinge heißt auf englisch „Internet of Things“ und wird deshalb mit „IoT” abgekürzt. Es bedeutet, dass Gegenstände über das Internet miteinander vernetzt sind. Kleine Sensoren oder Mikrochips sorgen dafür, dass Kühlschränke, Kaffeemaschinen und Co. ein Netzwerk bilden, indem sie Daten austauschen, diese auswerten und so „intelligent“ handeln können. Ein Beispiel: Sobald du dich auf den Weg nach Hause machst, wird ein Signal über dein Smartphone an dein Smart Home gesendet. Dieses sorgt dafür, dass die Heizung aufdreht, das Licht angeht und Musik abspielt, ohne, dass du einen Finger rührst. Das macht nicht nur dein Leben leichter, sondern schont auch die Umwelt. Du fragst dich, wie?

Bedienung eines Smart Homes über ein Tablet
In einem Smart Home sind Haushaltsgegenstände miteinander vernetzt. Foto: Adobe Stock // elenabsl

Nachhaltigkeit ist das A und O

Das Ziel des Internets der Dinge ist, die reale Welt mit der virtuellen Welt zu verbinden und sie so sicherer, einfacher und nachhaltiger zu machen. Nachhaltigkeit heißt, die Zukunft der Erde im Blick zu behalten und dafür zu sorgen, dass nicht alle Ressourcen in der heutigen Zeit verbraucht werden. Ressourcen kann man unter anderem schonen, indem man sparsam mit Energie umgeht. Doch insbesondere im Winter benötigen wir eine ganze Menge davon, um es drinnen gemütlich warm und hell zu haben. Hier sorgt ein Smart Home für nachhaltigen Verbrauch, indem Licht und Heizung abgeschalten werden, sobald die Menschen das Haus verlassen. Das spart Energie und Kosten. Weil die smarte IoT-Technologie so viele Vorteile bringt, wird es in Zukunft immer mehr Dinge geben, die mit dem Internet verbunden sind. Und das betrifft nicht nur unseren Alltag, sondern auch die Geschäftswelt. Noch mehr Informationen zum Thema Nachhaltigkeit erhaltet ihr in unserem Blog-Artikel „Was bedeutet eigentlich Nachhaltigkeit?“.

1,2,3 … Industrie 4.0 

Durch das Internet der Dinge lassen sich neben kleineren Haushaltsgegenständen auch große Industriemaschinen vernetzen. Mittlerweile kommunizieren immer mehr Roboter in Produktionshallen miteinander. Die Informationen und Befehle, die sie zum Ausführen ihrer Arbeit benötigen, erhalten sie nicht mehr von Menschen, sondern von anderen Maschinen. Bei dieser sogenannten Maschine-zu-Maschine-Kommunikation kommt es vor allem darauf an, dass die Informationen zu den verschiedenen Stufen der Produktion überall und ohne Verzögerung abrufbar sind. Diese smarte Produktion kann als vierte industrielle Revolution bezeichnet werden und ist unter dem Namen Industrie 4.0 bekannt. Mehr dazu erfährst du in unserer dreiteiligen Genius-Serie rund um die Industrie 4.0. 

Smart mit Sternchen: Factory 56

Ziel der Industrie 4.0 ist es, Menschen, Maschinen und Prozesse optimal zu vernetzen. Mercedes-Benz setzt bereits seit einiger Zeit auf die sogenannte Smart Factory, die intelligente Fabrik. Ein Beispiel dafür ist die Produktionshalle Factory 56: Hier werden neue Autos so modern produziert, dass es schon heute wie ein Blick in die Zukunft wirkt. Auf einer Größe von 30 Fußballfeldern werden sowohl Elektrofahrzeuge als auch Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor auf derselben Produktionsstraße gebaut. Das funktioniert, indem jedes Teil wichtige Informationen bei sich trägt. Die Maschinen lesen diese Daten selbständig aus und wissen dadurch, was sie zur Herstellung beitragen müssen. Somit kann der Weg des Produktes durch die gesamte Fabrik automatisch gesteuert werden. Die Factory 56 hat unser Kinderreporter Alex sogar schon besichtigt und vor Ort für euch berichtet.

Hier werden Fahrzeuge smart gefertigt: die Produktionsstraße in der Factory 56. Foto: Mercedes-Benz Group AG

Das Internet der Dinge hat Produktionsabläufe bereits stark verändert, hält aber auch noch viele Möglichkeiten für die Zukunft bereit. Sowohl in der Geschäftswelt als auch in unserem Alltag werden immer mehr Gegenstände über die IoT-Technologie vernetzt. Erwarten uns also neben Smartphones, Smart Homes und Smart Factories bald ganze smarte Städte? Sicher ist, dass eine intelligente Infrastruktur viele Vorteile bietet: Sie entlastet den Mensch und schont die Umwelt.

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // Stanisic Vladimir

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: März 2022

1. Stahl

Was ist Stahl eigentlich?

Bei Stahl handelt es sich nicht um ein reines Metall, sondern eine sogenannte Legierung, also ein Gemisch. Dieses Gemisch besteht bei Stahl aus Eisen und Kohlenstoff. Die exakte Zusammensetzung kann bei unterschiedlichen Arten von Stahl variieren, in der Regel macht der Kohlestoff-Anteil im Stahl jedoch nicht mehr als zwei Prozent aus. 

Stahl in der Automobilindustrie

17,1 Millionen Tonnen Stahl – so viel wird jährlich deutschlandweit in der Automobilindustrie an Stahl verarbeitet, denn er ist eines der wichtigsten Metalle beim Autobau. Stahl ist unter anderem deshalb so beliebt, weil er ein gutes Preis-Leistungsverhältnis hat. Außerdem hat Stahl gute Verarbeitungs- und Recyclingmöglichkeiten. Dank verschiedener Lieferformen, Verarbeitungsverfahren und Wärmebehandlungszustände kommen ganz unterschiedliche Stahlsorten beim Autobau zum Einsatz. 

Wofür braucht man den Stahl in der Autoproduktion? 

In der Automobilindustrie ist der Stahl vor allem für die Karosserie wichtig. Diese ist das Grundgerüst des Autos. Aber natürlich spielt Stahl auch noch in vielen anderen Lebensbereichen eine wichtige Rolle. So wird für Werkzeuge wie zum Beispiel Messer oder Schraubenzieher besonders harter Stahl benötigt, einen weicheren Stahl benötigt man unter anderem für die Federn von Füllern. Bestimmt fallen dir auch noch weitere Beispiele von Stahl im Alltag ein, oder? 

Man sieht es auf den ersten Blick: Metalle sind ein wesentlicher Bestandteil von Autos. // Foto: Mercedes-Benz Group AG

2. Aluminium

Was ist Aluminium eigentlich? 

Aluminium ist ein sogenanntes Leichtmetall. Ein Liter Aluminium wiegt nicht einmal drei Kilo. Außerdem rostet Aluminium nicht. Wegen dieser beiden Eigenschaften ist es sehr beliebt in der Automobilindustrie. In der Erde kommt Aluminium zwar oft vor, allerdings nur in Verbindung mit anderen chemischen Stoffen. Ein Abbau von Aluminium lohnt sich nur, wenn man Bauxit findet. Das ist ein Aluminium-Erz, also eine Art Gestein. 

Wie wird Aluminium gewonnen?

Wenn man das Bauxit gefunden und abgebaut hat, kann daraus reines Aluminium gewonnen werden. Das ist aber gar nicht so einfach. Im ersten Schritt wird das Bauxit mithilfe des Bayer-Verfahrens (das so heißt, da es der österreichische Chemiker Carl Josef Bayer entwickelt hat) zu Reinbauxit veredelt. Dabei wird es zuerst gebrochen, dann filtriert und anschließend kristallisiert, sodass am Ende Aluminiumoxid entsteht. Dieses wird anschließend durch die Schmelzflusselektrolyse weiterverarbeitet. Hierbei trennt sich das Aluminiumoxid in Sauerstoff und flüssiges Aluminium, sodass man das flüssige Aluminium absaugen kann. Neben diesem Verfahren gibt es noch die Möglichkeit, Aluminium durch Recycling zu gewinnen.

Wo wird Aluminium eingesetzt?

In der Automobilindustrie ist Aluminium besonders beliebt, weil es so leicht ist. Es wird neben Stahl sehr häufig für die Karosserie verwendet. 

Aber Aluminium erfreut sich auch in vielen anderen Lebensbereichen großer Beliebtheit. Bestimmt kennst du Alufolie, um dein Essen einpacken zu können, richtig? Auch in der Küche, zum Beispiel in Kochtöpfen, findest du Aluminium. Außerdem wird es im technischen Bereich verwendet, unter anderem in Antennen- und Blitzableiterkonstruktionen.

Aluminium ist ein besonders leichtes Metall, das sich gut verarbeiten lässt. // Foto: Adobe Stock, fabio Bergamasco

3. Andere Metalle

Zink

Aluminium und Stahl sind mit die wichtigsten Metalle beim Autobau. Aber sie sind bei weitem nicht die einzigen. Ein weiteres Metall, das häufige Verwendung findet, ist das Schwermetall Zink. Dieses wird vor allem als Korrosionsschutz bei Stahl eingesetzt. Die Stahl-Teile im Auto haben häufig eine Zinkbeschichtung, damit sie nicht rosten oder anderweitig zu Schaden kommen. 

Kupfer

Das Metall Kupfer ist vor allem beliebt bei der Herstellung von Elektroteilen für Autos. Außerdem wird es häufig für Wärmeübertragungssysteme verwendet, darunter fällt zum Beispiel der Kühler eines Autos. Auch Armaturen und Halterungen eines Autos bestehen oft unter anderem aus Kupfer.  

Gold und Silber sind bestimmt nicht die ersten Metalle, die dir beim Stichwort Autoproduktion einfallen … // Foto: Adobe Stock, RHJ

Edelmetalle

Woran denkst du als Erstes bei den Begriffen Gold, Silber und Platin? Bestimmt an Schmuck, oder? Aber die wertvollen Edelmetalle finden auch in der Automobilindustrie Verwendung! Gold wird vor allem für die Steuerungsgeräte eines Autos, also die Motor- und Getriebesteuerung und die Start-Stoppautomatik, eingesetzt. Platin trägt hingegen dazu bei, die schädlichen Abgase eines Autos zu reduzieren. Dies funktioniert, indem das Platin die chemischen Reaktionen bei der Abgasreinigung beschleunigt. Silber verfügt ebenso wie Gold über eine hohe elektrische Leitfähigkeit und kommt deshalb in der Elektronik zum Einsatz. 

Du siehst, Metall ist nicht gleich Metall. Es gibt sehr viele unterschiedliche Arten von Metall: Hartes Metall und weiches Metall, Schwermetall und Leichtmetall, Edelmetalle und noch viel mehr. Und das ist auch gut so, denn ohne all diese Metalle könnten wir keine Autos bauen. Halte doch mal die Augen auf und schau, wo im Alltag dir sonst noch überall Metall begegnet. 

Diese Metalle sind allerdings noch nicht alle, die in der Autoproduktion eine Rolle spielen. Im nächsten Blogbeitrag geht es um eine ganz besondere Art von Metallen: Metalle der Seltenen Erden. Sei gespannt drauf!

Beitragsfoto: Adobe Stock // amixstudio

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Februar 2022

Zu den Metallen der Seltenen Erden zählen zum Beispiel Thulium, Dysprosium, Gadolinium und Neodym. Sie alle vereinen ein paar Eigenschaften: So ist ein Hauptmerkmal von Metallen der Seltenen Erden, dass sie sehr weich, silbrig und glänzend sind. Außerdem laufen sie an der Luft schnell an und manche der Metalle können sich sogar selbstständig entzünden, also aufgepasst! 

Woher haben Metalle der Seltenen Erden ihren Namen? 

Aber warum heißen die Metalle der Seltenen Erden eigentlich so? Liegt es daran, dass sie nur in der Erde vorkommen? Oder daran, dass sie total selten sind? Nicht ganz.
Vermutlich stammt der Name aus ihrer Entdeckungszeit, dem frühen 19. Jahrhundert. Damals wurden die Metalle in Mineralien entdeckt, und zwar in Form ihrer Oxide, das heißt in einer Verbindung mit Sauerstoff. Diese Oxid-Verbindungen hat man früher auch „Erden” genannt” und die Mineralien, in welchen die Metalle gefunden wurden, waren äußerst selten. Daher bekamen sie also ihren Namen: Metalle der Seltenen Erden. Inzwischen sagt man der Einfachheit halber häufig auch: Seltenerd-Metalle.

Adobe Stock: Wirestock (li) & Will Thomas (re)

Wie selten sind sie wirklich? 

Inzwischen haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler allerdings herausgefunden, dass die Metalle der „Seltenen” Erden eigentlich gar nicht so selten sind. Im Gegenteil: In kleineren Mengen kommen sie so gut wie überall auf der Welt vor, selbst hier in Deutschland! So hat man in Sachsen jahrelang Erze mit Seltenen Erden gefördert. Allerdings ist das Vorkommen in anderen Gebieten, vor allem in China, weitaus höher, so dass sich eine Förderung dort mehr lohnt.
Seltenerd-Metalle sind also nicht wirklich selten. Dennoch sind sie ein kostbares Gut!

Wie gewinnen wir Metalle der Seltenen Erden? 

Diese Metalle können leider nicht einfach aus dem Boden gegraben werden, da sie niemals allein, sondern nur in Verbindung mit Mineralien auftreten. Die aus dem Boden geschürften Mineralien werden mit Laugen und Säuren behandelt, damit die gewünschten Metalle so freigelegt werden. Zurück bleibt bei diesem Verfahren eine toxische Schlacke, die in schlimmen Fällen sogar radioaktive Stoffe enthält. Deshalb muss man extra künstliche Seen schaffen, in welchen die Schlacke sicher aufbewahrt werden kann. 

Jetzt siehst du, warum Seltenerd-Metalle trotz ihres vergleichsweise häufigen Vorkommens sehr kostbar sind und warum sparsam mit ihnen umgegangen werden sollte. 

Welche Rolle spielen Seltenerd-Metalle bei Elektroautos?

Nun hast du viel über die Metalle der Seltenen Erden erfahren – aber wozu genau werden sie eigentlich gebraucht? Ein Beispiel ist die Automobilindustrie. Vor allem bei Elektroautos spielen Seltenerd-Metalle eine elementare Rolle. In den Magneten, aus welchen die Motoren der Elektroautos bestehen, findet sich unter anderem das Metall Neodym. Dieses verstärkt die Magnetkraft maßgeblich, wodurch sich auch die Leistung der Motoren steigert.  

Kommen Seltenerd-Metalle auch noch bei anderen Autos vor? 

Ja! Seltenerd-Metalle werden nicht nur für Elektroautos gebraucht, auch in anderen Autos kommen sie häufig zum Einsatz. Zündkerzen enthalten zum Beispiel Yttrium. So haben sie eine besonders widerstandsfähige Oberfläche. Das ist wichtig, weil bei Zündkerzen öfter mal die Funken fliegen können. 

Außerdem sind es zwei Seltenerd-Metalle, nämlich Neodym und Cer, die für schöne, durchsichtige Fensterscheiben im Auto verantwortlich sind.  Wusstest du, dass diese Fensterscheiben eigentlich eisenhaltig und leicht bläulich sind? Dank beigemischtem Cer verwandelt sich der bläuliche in einen gelblichen Schimmer. Neodym wiederum absorbiert den Gelbton: Zurück bleibt eine wunderbar klare Scheibe, damit du beim Autofahren aus dem Fenster schauen kannst.

Foto: Mercedes-Benz Group AG

Neben den Metallen der Seltenen Erden werden in der Automobilindustrie natürlich auch noch allgemein bekanntere Metalle verarbeitet, wie zum Beispiel Stahl und Aluminium. Hier geht es direkt zu unserem ersten Blogbeitrag der Mini-Reihe, wo diese Metalle vorgestellt werden.

Beitragsfoto: Adobe Stock // RHJ

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Stand: Januar 2022

Manche Sonderfahrzeuge haben sogar ein paar Extra-Rechte im Straßenverkehr – und das nicht ohne Grund! Häufig geht es bei einem Einsatz nämlich um Leben und Tod, zum Beispiel bei der Polizei oder der Feuerwehr. Wenn hier ein Blaulicht eingeschaltet wird, muss den Sonderfahrzeugen auf der Straße umgehend Platz gemacht werden. Dafür bilden die PKWs dann eine Rettungsgasse, sodass das Einsatzfahrzeug durchkommt. 

Aber nicht nur zu Rettungszwecken, sondern auch zum Beispiel bei der Müllentsorgung und dem Personentransport kommen Sonderfahrzeuge zum Einsatz. Diese Sonderfahrzeuge genießen Sonderrechte bei der Straßennutzung und beim Parken. 

Aber welche unterschiedlichen Sonderfahrzeuge gibt es überhaupt? 

1. Löschfahrzeuge

Unter anderem zählen Löschfahrzeuge der Feuerwehr in die Kategorie der Sonderfahrzeuge. Wenn du schon einmal ein Löschfahrzeug gesehen hast, weißt du bestimmt, was das Besondere daran ist! 

Sie fällt sofort ins Auge: die am Löschfahrzeug angebrachte Leiter, welche ausgeklappt werden kann und dann bis zu 30 Metern hoch ist. Sie ist für die Feuerwehr wichtig, um Personen aus Bränden oder anderen gefährlichen Situationen retten zu können. 

2. Müllfahrzeuge

Nicht weniger wichtig als Löschfahrzeuge sind die Müllfahrzeuge. Ohne Müllfahrzeuge würden unsere Straßen ganz schön schnell im Chaos versinken. Müllfahrzeuge sind mit einer Länge von bis zu 6,5 Metern wahre Giganten der Straße und können unglaubliche 10.000 Kilo Müll schlucken. 

3. Rettungswagen

Natürlich zählen auch Rettungswagen, welche mit RTW abgekürzt werden, zu den Sonderfahrzeugen. Rettungswagen kommen oft dann zum Einsatz, wenn es um Leben und Tod geht: zum Beispiel, wenn jemand nach einem schlimmen Unfall so schnell wie möglich ins Krankenhaus muss. Deshalb haben Rettungswagen eine umfangreiche medizinische Ausstattung wie ein EKG-Gerät und einen Defibrillator mit an Bord.

4. Busse

Weniger spektakulär, aber nicht weniger wichtig sind Busse. Bestimmt bist du auch schon oft Bus gefahren. Busse sind praktisch, weil sie, anders als zum Beispiel Straßenbahnen, auch ohne Schienen kreuz und quer durch die Stadt fahren können. 

Ein durchschnittlicher Linienbus ist ganze 12 Meter lang. Es gibt sogar noch längere Busse, so genannte Gelenkbusse, diese können bis zu 19 Meter lang werden und 150 Personen transportieren. 

5. Polizeiautos 

Auch Polizeiautos sind natürlich Sonderfahrzeuge! Anders als bei den bisher genannten Fahrzeugen handelt es sich bei Polizeiautos oft tatsächlich um ganz normale PKWs. Diese zählen lediglich aufgrund ihrer Funktion als Streifenfahrzeuge bei der Polizei zu den Sonderfahrzeugen. Aber bei der Polizei kommen auch viele andere Fahrzeuge zum Einsatz, so zum Beispiel Wasserwerfer und Omnibusse.

6. Fahrschulautos

Nicht zu vergessen sind außerdem die Fahrschulautos. Ein Fahrschulauto sieht von außen aus wie ein ganz normales Auto. Aber sobald du einmal in einem Fahrschulauto sitzt, merkst du schnell, dass es sich von normalen PKWs unterscheidet.
So hat ein Fahrschulauto zum Beispiel die doppelte Anzahl an Pedalen. Nicht nur unter dem Fahrer- sondern auch den Beifahrersitz sind je ein Gas- und ein Bremspedal eingerichtet, so dass der Fahrlehrende wenn nötig eingreifen und die Fehler der Fahrschülerin oder des Fahrschülers korrigieren kann.

Außerdem haben Fahrschulautos in den meisten Fällen auch doppelt angebrachte Außenspiegel – und auch im Rückspiegel ist ein kleiner zusätzlicher Spiegel vorhanden. Das ist nötig, damit nicht nur die Fahrschülerin oder der Fahrschüler, sondern auch der Lehrende stets den vollen Überblick über den Straßenverkehr behält. Aufgrund dieser Extra-Ausstattung zählen auch Fahrschulautos zu den Sonderfahrzeugen. 

Du siehst, es gibt ganz schön viele unterschiedliche Sonderfahrzeuge. Manche mit gefährlicheren und andere mit eher unspektakulären Einsatzgebieten. Doch eines haben sie alle gemeinsam: Sie tragen maßgeblich zu einem guten und sicheren Leben für uns alle bei!

Alle Bilder: Mercedes-Benz Group

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: September 2021