Dieser praxisorientierte Projektschwerpunkt sollte eingebettet werden in eine theoretische Auseinandersetzung mit dem Thema Klimawandel, in der wir uns zunächst die ökologische Bedeutung verkehrsabhängiger CO2-Emissionen verdeutlichen wollten. Als Basis für die Auswertung unserer Messergebnisse nahmen wir uns vor, den chemischen Prozess der motorischen Verbrennung quantitativ, d. h. inklusive stöchiometrischer Berechnungen zu erfassen.
==Wie wurde das Projekt umgesetzt – von der Recherche bis zur Durchführung der Aktivitäten?==
Wir haben uns zunächst die theoretischen Grundlagen erarbeitet, d. h. wir klärten Ursachen und mögliche Folgen des Treibhauseffektes und diskutierten technologische, persönliche und politische Lösungsansätze. In diesem Zusammenhang ergab die Recherche widersprüchliche Aussagen zur Rolle des Straßenverkehrs. Ein Zusammenhang zwischen verkehrsbedingter CO2-Emission und Fahrgeschwindigkeit scheint allgemein anerkannt, allerdings wird die Möglichkeit zur Einsparung von Kohlendioxid in der öffentlichen Diskussion mit sehr unterschiedlichen Zahlenwerten angegeben.
Aus diesem Widerspruch leiteten wir unsere Projektidee ab durch eigene Messungen das Einsparpotenzial verkehrsbedingter CO2-Emissionen quantitativ zu erfassen und hieraus ggf. Empfehlungen für klimafreundliches Autofahren abzuleiten.
Nachdem wir durch stöchiometrische Berechnungen den Zusammenhang zwischen Benzinverbrauch und CO2-Emissionen rechnerisch nachvollzogen hatten, diskutierten wir nach einem Brainstorming alternative Vorgehensweisen zur technischen Umsetzung der Messungen.
Entsprechend den unterschiedlichen Interessen teilten wir dann unsere Klasse in drei Gruppen auf:
* Die Gruppe Sponsoring sollte alle benötigten Mittel einwerben, siehe auch Antwort zur Frage "Inwieweit wurden andere Experten und Sponsoren eingebunden?"
* Die Gruppe Dokumentation war dafür zuständig, alle Aktivitäten in Bild, Schrift und Ton zu dokumentieren.
* Die Gruppe Technische Umsetzung hat sich im Rahmen unserer technischen, finanziellen und zeitlichen Möglichkeiten auf ein Zwei-Tank-System als praktikabelsten Lösungsansatz geeinigt und diesen in die Praxis umgesetzt:
Als Erstes wurde ein Probeaufbau im Klassenraum gemacht um zu testen, ob das von der Klasse erdachte System auch funktioniert. Der erste Aufbau zeigte allerdings Probleme bei der Steuerung des Kraftstoffflusses, da die verwendeten Membran-Ventile nicht vollständig schlossen. Als Weiterentwicklung entschieden wir uns daher für ein 6/2-Wege-Schieberventil. Der erneute Testaufbau funktionierte auf Anhieb und wurde zum mobilen "Klima-Checker-Modul" weiterentwickelt. Diese aus Zusatztank, zweiter Kraftstoffpumpe, hydraulischer und elektrischer Steuerung bestehende Funktionseinheit wurde in das erste der uns von Sponsoren gestellten Fahrzeugen verbaut. Nach Montage überprüften wir erfolgreich die Funktion des Systems im Stand bei einer Drehzahl von 4.500 min-1.
Am dritten Wochenende haben wir unser Modul nacheinander in die drei Versuchsfahrzeuge eingerüstet und so insgesamt neun Testfahrten mit den Geschwindigkeiten 90, 120 und 150 km/h absolviert. An diesem Tag wurde sehr lange gearbeitet, da das Auswechseln und Auswiegen der Zusatztanks nach jeder Testfahrt und der Anschluss unseres Moduls an die unterschiedlichen Pkw insgesamt sehr zeitaufwendig waren. So funktionierte die Anlage im letzten Fahrzeug zunächst nicht richtig, da nach Einbau der Motor nicht mehr als 2.000 min-1 Umdrehungen erreichte. Als wir den Pkw in der Schulwerkstatt untersuchten, erkannten wir einen abgeknickten Kraftstoffschlauch als Ursache und behoben auch dieses Problem. Am Ende des Tages wurden alle Fahrzeuge in den Urzustand zurückgerüstet.
Parallel zu den Messfahrten erfolgte deren Auswertung. Nach Wägung der Zusatztanks konnten wir über die verbrauchte Kraftstoffmenge und das stöchiometrische Verhältnis den jeweiligen CO2-Ausstoß berechnen.
Unsere Messwerte setzten wir in ein Diagramm (Anlage) um, welches den Zusammenhang zwischen Benzinverbrauch und CO2-Emissionen bei den Geschwindigkeiten 90, 120 und 150 km/h veranschaulicht.
Die weiteren Aktivitäten sind unter "Inwieweit trägt das Projekt dazu bei, CO2 einzusparen und das Klima zu schützen?" erläutert.