Filmfans erinnern sich noch an den Flux-Kompensator aus „Zurück in die Zukunft”. Doc Brown kippt Müll in einen Trichter und die Zeitreisemaschine ist aufgetankt. Der 19-jährige Ben Scheitl hat die Hollywood-Fantasie nun in die Realität gebracht – und es damit bei „Jugend forscht” zum Landeswettbewerb geschafft.
Der Schüler der Fachoberschule in Ansbach sicherte sich mit seiner Arbeit den ersten Platz im Fachgebiet Chemie. Damit qualifizierte er sich für die nächste Wettbewerbsrunde, die ab 13. April in München stattfindet. Für seinen selbstentwickelten Katalysator, den sein Experiment benötigt, hat der junge Mann aus Mitteleschenbach sogar ein Patent angemeldet.
So einfach wie im Film funktioniert das Prinzip natürlich nicht. Das beginnt damit, dass nicht x-beliebiger Hausmüll als Ausgangsstoff dient, um Kraftstoff zu gewinnen. Aber der Inhalt eines Gelben Sacks ist eine solide Basis. Kunststoff hat bekanntlich ebenso wie Benzin Erdöl als Basis. „Es geht darum, lange Kohlenstoffketten in kleine Bruchstücke zu zerlegen”, erklärt der Chemie-Spezialist die grundsätzliche Funktionsweise.
Die Technik ist nicht neu. Doch bislang ist dafür enorm viel Energie erforderlich, weil die Ketten erst bei sehr hohen Temperaturen im Bereich von mehr als 800 Grad aufbrechen. Ben Scheitl schafft das bei 450 Grad. „Vertreter aus der Industrie sagen, dass es unterhalb von 500 Grad wirtschaftlich interessant wird”, erläutert Chemie-Fachbetreuerin Justine Knott. Die Lehrerin hat Ben Scheitl bei seiner Arbeit als Projektbetreuerin begleitet. Der 19-Jährige ist optimistisch, sogar noch niedrigere Temperaturen erreichen zu können. „Entscheidend ist der Katalysator”, sagt er.
Ben Scheitl hat ein Gestein mit einer Gitterstruktur als Grundmaterial gewählt. Das behandelt er mit Säure und Eisenteilchen. „Die Poren- und Kanalstruktur sind entscheidend.” Im Schullabor ist er dann jedoch an die Grenzen gestoßen. „Wie groß die Poren sind, konnte ich leider nicht messen.”
Was er in der Werkstatt der Schule aber fertigen konnte, war sein Reaktor. Ein Kolben aus Alu, der mit Einmaldichtung, einem Deckel und Schrauben verschlossen werden kann. Der Vorgang funktioniert nur, wenn kein Sauerstoff im Spiel ist. In diesen Behälter füllte er zerkleinertes Polyethylen, wie es in Kunststoffverpackungen häufig genutzt wird, zusammen mit seinem vorbereiteten Katalysator. Außerdem fügte er Stickstoff hinzu.
Das Ganze erhitzte er und das entstehende Produkt hat er destilliert. Als nach vielen Versuchen, kurz vor dem Regionalwettbewerb, das entstandene Gemisch tatsächlich brannte, war die Freude riesig.
Die Idee zu seinem Experiment hat Ben Scheitl aus einem Fachreferat, das er im vergangenen Schuljahr über das Thema Erdöl und Raffinerien gehalten hat. Auch dort geht es darum, die langen Kohlenstoffketten in kurze aufzuspalten, die dann als Benzin leicht zu entzünden sind. „Da habe ich mir gedacht: Warum sollte das nicht auch für Kunststoffe funktionieren? Kunststoff ist schließlich überall.”
Aus der Idee entstand eine erste Seminararbeit, die aber noch nicht so tief in die Materie eintauchte, wie seine nachfolgenden Untersuchungen für „Jugend forscht”. Seit Weihnachten 2024 hat er gut ein Jahr getüftelt, um seine Idee im schulischen Setting umsetzen zu können.
Bislang kann er nur qualitativ nachweisen, dass seine Vorhersagen stimmen. Wie effizient das Verfahren ist, können die Instrumente im Schullabor nicht erfassen. Die Osterferien nutzt Ben Scheitl, um an der Georg-Friedrich-Ohm-Hochschule genau zu messen, was am Ende herauskommt. Das ist eines der Privilegien, die er sich mit seinem Sieg beim Regionalwettbewerb erarbeitet hat.
Parallel zur Analyse bastelt der junge Entwickler an einer Lösung, um einen kontinuierlichen Stickstoff-Zufluss in seinen Reaktor zu ermöglichen, während das entstehende Kraftstoff-Gemisch über eine Leitung nach außen transportiert wird. Das soll den Vorgang effizienter machen.
Wenn er sein Abitur geschafft hat, will Ben Scheitl Chemie studieren. Sein Lieblingsfach. „Sogar die Arbeit im Labor hat ihm immer Spaß gemacht”, sagt Lehrerin Justine Knott. Sie weiß, dass das nicht bei allen Schülerinnen und Schülern so ist. Und das nächste Ziel steht für Ben Scheitl auch schon fest: „Ich möchte gerne in die Forschung.”