Chem-E-Car

Der Chem-E-Car Wettbewerb ist ein jährlich stattfindender Hochschulwettbewerb im Ingenieurwesen, der sich hauptsächlich an Studenten der Chemieingenieurwissenschaften oder ähnlicher Fachrichtungen richtet.

Laut den offiziellen Wettbewerbsregeln müssen Studierende kleine, chemisch betriebene Fahrzeuge entwerfen und ein Poster zu ihrer Forschung einreichen. Im Wettbewerb müssen sie ihr Fahrzeug eine festgelegte Strecke (bewertet nach der Nähe zur Ziellinie) auf einem keilförmigen Parcours zurücklegen, um dessen Leistungsfähigkeit zu demonstrieren. Die genaue Strecke (15–30 Meter) und die zulässige Nutzlast werden den Teilnehmenden eine Stunde vor dem Wettbewerb mitgeteilt. Die Größe der Fahrzeuge darf bestimmte Vorgaben nicht überschreiten, und sie müssen umweltfreundlich betrieben werden, d. h. ohne sichtbare Flüssigkeiten oder Gase wie Abgase . Die Abmessungen des Fahrzeugs dürfen 20 × 30 × 40 cm nicht überschreiten. ^{[ 1 ]} Dieser Wettbewerb wird in den Vereinigten Staaten vom AIChE ( American Institute of Chemical Engineers ) veranstaltet, und die Gewinner erhalten je nach Platzierung verschiedene Auszeichnungen. ^{[ 1 ]}

Plakatwettbewerb ^{[ 1 ]}

• Schleifen für den 1., 2. und 3. Platz
• Ribbon für das kreativste Laufwerkssystem
• Auszeichnung für das kreativste Fahrzeugdesign

Leistungswettbewerb ^{[ 1 ]}

• 1. Platz: 200 $ und eine Schleife
• 2. Platz: 100 $ und Schleife
• 3. Platz: Lobende Erwähnung und Schleife
• Schleifen für die Viert- und Fünftplatzierten
• Schleife für den Geist des Wettbewerbs

• 1. Platz : 2.000 US-Dollar und ein Pokal.
• 2. Platz : 1.000 US-Dollar und ein Pokal.
• 3. Platz : 500 Dollar und ein Pokal.
• 4. und 5. Platz: Pokal.
• Beste Nutzung einer biologischen Reaktion zur Energieversorgung eines Autos – Preisgeld in Höhe von 500 US-Dollar: Gesponsert von der Gesellschaft für Bioingenieure
• SAChE-Sicherheitspreis – Für die beste Anwendung der Prinzipien der chemischen Prozesssicherheit im Chem-E-Car-Wettbewerb. Der Preis besteht aus einer Trophäe.
• Wettbewerbsgeist-Preis – Diese Auszeichnung wird dem Team verliehen, das nach Einschätzung einer Jury den größten Teamgeist zeigt. Der Preis besteht aus einem Pokal.
• Innovativstes Autodesign – Der Gewinner wird von einer Jury im Rahmen eines Plakatwettbewerbs ermittelt. Der Preis besteht aus einer Trophäe.
• Bestes Video – Der Gewinner erhält eine Trophäe.
• Golden Tire Award – Dieser Preis wurde 2002 von Teammitgliedern der Northeastern University ins Leben gerufen, um das Team mit dem kreativsten Fahrzeugdesign auszuzeichnen. Das nationale Komitee hat ihn als jährlichen Preis übernommen. Der Gewinner wird durch eine Abstimmung aller teilnehmenden Teams ermittelt. Der Preis besteht aus einer Trophäe.
• Chem-E-Car Posterpreis – Die Plätze 1 bis 5 werden mit einem Pokal ausgezeichnet.
• Auszeichnung für herausragende Sportlichkeit – Das Gewinnerteam erhält einen Pokal.
• Bester Teamname – Das Gewinnerteam erhält einen Pokal.

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• 2024 – Cornell University
• 2023 – Auburn University
• 2022 – Universität von Toledo
• 2021 – Universität von Toledo
• 2020 – Virginia Tech
• 2019 – Virginia Tech
• 2018 – Georgia Institute of Technology
• 2017 – Institut Teknologi Sepuluh Nopember
• 2016 – Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
• 2015 – Cornell University und McGill University (gleichauf)
• 2014 – Universität von Utah
• 2013 – Universität von Tulsa
• 2012 – Cornell University
• 2011 – Universität von Puerto Rico in Mayagüez
• 2010 – Cornell University
• 2009 – Northeastern University
• 2008 – Cornell University
• 2007 – Cooper Union
• 2006 – Universität von Puerto Rico in Mayagüez
• 2005 – Tennessee Tech University
• 2004 – Universität von Tulsa
• 2003 – Universität von Dayton
• 2002 – Universität von Kentucky, Paducah
• 2001 – Colorado State University
• 2000 – Universität von Akron
• 1999 – Universität von Michigan

Für den Wettbewerb gelten verschiedene Regeln: ^{[ 1 ]}

• Die einzige Energiequelle für den Antrieb des Fahrzeugs ist eine chemische Reaktion. Flüssigkeitsabgabe und geruchsintensive Emissionen sind nicht zulässig.
• Als Stromquelle sind keine handelsüblichen Batterien zugelassen.
• Der Stoppmechanismus muss durch eine chemische Reaktion gesteuert werden. Bremsen, mechanische oder elektronische Zeitschaltvorrichtungen sind nicht zulässig.
• Alle Bauteile des Autos müssen in einen Karton mit maximalen Abmessungen von 40 cm x 30 cm x 20 cm (Schuhkartongröße) passen. Das Auto darf zu diesem Zweck zerlegt werden.
• Die Kosten für den Inhalt des „Schuhkartons“ und die Chemikalien dürfen 2.000 US-Dollar nicht übersteigen. Die Fahrzeugkosten beinhalten die Kosten für gespendete Ausrüstung. Die von den universitären Werkstätten und anderem Personal geleistete Arbeitszeit ist nicht im Gesamtpreis des Fahrzeugs enthalten. Es wird vorausgesetzt, dass jede Universität gleichen Zugang zu diesen Ressourcen hat. Die Kosten für die Druckprüfung sind ebenfalls nicht in den Anschaffungskosten des Fahrzeugs enthalten.

Für jedes Fahrzeug ist ein wissenschaftliches Poster erforderlich, das die Funktionsweise (Energiequelle), einige spezifische Merkmale und die Umweltfreundlichkeit erläutert. Die Poster werden anhand von drei Kriterien bewertet: Qualität des Posters und der Präsentationen der Teammitglieder (50 %), Kreativität des Designs, einzigartige Merkmale und Sicherheitsaspekte (35 %) sowie Nachweis von Kenntnissen über Reaktionen und Kalibrierungsmethoden durch alle Teammitglieder und deren Fähigkeit, Fragen der Jury zu beantworten (15 %). ^{[ 1 ]}

Die Teams müssen sich während der Posterpräsentation auch einer Fahrzeugsicherheitsprüfung unterziehen. Nur Teams, die die Sicherheitsprüfung bestehen, dürfen am Fahrwettbewerb teilnehmen. ^{[ 1 ]}

Einige Ideen für chemische Reaktionen umfassen die Verwendung von unter Druck stehenden Gasen ^{[ 2 ]} (Erzeugung von Sauerstoff oder CO₂ _durch eine chemische Reaktion und anschließender Druckaufbau) oder die Nutzung von Elektrizität, die durch das Auflösen von Metallen in bestimmten Säuren entsteht (einfache Batterie). Eine bemerkenswerte Idee der Cooper Union war die Verwendung einer Brennstoffzelle ^{[ 3 ]} (einer Zelle, die Brennstoff mittels einer elektrochemischen Reaktion in Elektrizität umwandelt) zum Antrieb ihres Autos.

Die Gewinner dieses Wettbewerbs werden nicht durch die Geschwindigkeit oder Leistung ihres Fahrzeugs ermittelt, sondern durch die Genauigkeit ihrer chemischen Reaktion zum Anhalten des Fahrzeugs. Dies ist besonders schwierig, da die zurückzulegende Strecke erst am Wettbewerbstag bekannt ist. Die Teams müssen daher eine Methode finden, die flexibel genug ist, um verschiedene Strecken abzudecken, und zuverlässig genug, um auch unter realen Bedingungen ( Temperatur , Luftfeuchtigkeit , Streckenbeschaffenheit, Höhenunterschiede usw.) zuverlässig zu funktionieren. Frühere Gewinner haben verschiedene Ansätze zur Lösung dieses Problems genutzt, beispielsweise die Joduhr-Reaktion . ^{[ 4 ]} Diese Reaktion basiert auf zwei klaren Lösungen (in vielen Varianten), die nach einer gewissen Zeit (die genaue Zeit kann experimentell ermittelt werden) ihre Farbe ändern. Angewendet auf das Fahrzeug, nutzte das Team einen einfachen Bildsensor , der den Farbumschlag der Lösungen erfasste. In diesem Moment wurde die Stromzufuhr des Fahrzeugs durch Unterbrechung des Stromkreises unterbrochen. ^{[ 5 ]} Obwohl das Verfahren selbst relativ einfach ist, stellt die Berücksichtigung unbekannter Variablen wie Nutzlast und Strecke eine große Herausforderung dar.

• Offizielle Website
• https://www.aiche.org/topics/students/chem-e-car