Održiva zrakoplovna goriva
Rec.: 16-18 Godine
5h + prije i poslije posla
3818
Je li moguće transformirati uginula stabla u gorivo za avione? Na koji način enzimi razgrađuju čvrsti biljni otpad kako bi postao upotrebljiv u obliku održivog zrakoplovnog goriva (SAF)? U sklopu ovog modula učenici će se upoznati s konceptom održivih zrakoplovnih goriva (SAF) i istražiti njihovu ključnu ulogu u smanjenju ugljičnog otiska zrakoplovne industrije. Učenici u timovima analiziraju proces transformacije biljne biomase u SAF goriva. Kroz seriju praktičnih laboratorijskih vježbi učenici stječu znanje o temeljnim principima kemije, uključujući strukturu organskih molekula, kako enzimi utječu na brzinu kemijskih reakcija te biokemijske procese. Kao završni dio, kroz studiju slučaja, učenici razmatraju koliki je doprinos SAF goriva održivosti na lokalnoj i globalnoj razini.
U okviru ovog programa, sudionici će se usredotočiti na dva ključna segmenta u procesu izrade SAF goriva: razgradnju drva u šećer putem enzima i pretvorbu šećera u gorivo (etanol) fermentacijom. U prvoj fazi procesa, industrija proizvodnje SAF goriva koristi celulolitičke enzime (celulaze) za pretvaranje celuloze biljnih staničnih stijenki u šećer (glukozu). Modul se sastoji od pet aktivnosti:
Aktivnost 1 - Sve o celulozi. Učenici izrađuju model monosaharida glukoze, a zatim ih kombiniraju kako bi formirali model polisaharida celuloze.
Aktivnost 2 - Enzimi: od celuloze do šećera. Učitelj demonstrira djelovanje enzima celulaze na razgradnju drvne celuloze u glukozu. Učenici istražuju čimbenike koji kontroliraju brzinu reakcije razgradnje škroba u šećer koju katalizira amilaza.
Aktivnost 3 - Fermentacija: od šećera do alkohola. Učenici koriste kvasac za proizvodnju etanola fermentacijskim procesom, ispitujući kako temperatura utječe na proizvodnju etanola. Proizvodnja ugljičnog dioksida i etanola bit će mjerena pomoću senzora za prikupljanje podataka.
Aktivnost 4 - Priprema za lansiranje! Učenici lansiraju raketu pogonjenu etanolom i raspravljaju o značaju aerodinamičkog dizajna u održivom zrakoplovstvu. Uz nadzor Newton učitelja istražuju proces sagorijevanja goriva i pokušavaju lansirati raketu na što veću udaljenost.
Aktivnost 5 - Rasprava o održivoj proizvodnji. Učenici preuzimaju ulogu savjetnika u planiranju izgradnje tvornice goriva u svojoj regiji. Raspravljaju o prednostima i nedostacima fosilnih goriva, različitim tehnologijama proizvodnje SAF goriva i odabiru najbolju lokaciju za tvornicu.
Program završava raspravom o najefikasnijem pristupu proizvodnji SAF goriva temeljenoj na rezultatima koje su učenici postigli tijekom dana te se predlažu smjernice za buduća istraživanja.
