Brücke Forschung - Schule

Im Netzwerk GenaU haben sich Schülerlabore an Forschungseinrichtungen und Hochschulen in Berlin und Brandenburg zusammengeschlossen. Für jede Altersstufe und jedes MINT-Fach (Mathematik-Informatik-Naturwissenschaft-Technik) lassen sich hier Experimentierkurse für ganze Schulklassen finden. Sie werden ergänzt durch weiterführende Arbeitsgemeinschaften und Lehrerfortbildungen.
 
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NatLab: Kritische Metalle in Smartphone & Co: Lithium-Ionen-Akkumulatoren

Das Schülerlabor NatLab bietet ab sofort allen Interessierten ein neues, dazu passendes, nachhaltiges chemisches Experiment für Schülerinnen und Schüler an.

Anhand dieses Laborexperiments wird Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufen die Vielfalt der in Smartphones eingesetzten Rohstoffe verdeutlicht. Insbesondere die Metalle Lithium und Kobalt stehen hierbei im Vordergrund, welche zur Produktion von Lithium-Ionen-Akkus verwendet werden.

Die Erfindung des ersten kommerziell erhältlichen Lithium-Ionen-Akkumulators wurde 2019 mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet. Das NatLab hat dieses aktuelle und technologisch bedeutsame Thema aufgegriffen, da z.B. Mobilgeräte, Elektroautos und Elektrofahrräder vielfach mit dieser Energiequelle betrieben werden. Der Bedarf an Lithium- und Kobalterzen steigt in bedenklichem Maß und der Abbau der Elemente bringt gewaltige negative Auswirkungen für die Umwelt mit sich.

Im Laborexperiment zerlegen die Teilnehmenden die funktionsuntüchtigen Akkus unter entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen manuell und gewinnen auf nass-chemischem Wege die Metalle zurück. Parallel dazu werden sie auf Nachhaltigkeitsaspekte bezüglich Produktion, Verwendung und Entsorgung von Smartphones bzw. deren Akkus aufmerksam gemacht.

Der neue Metallrecycling-Versuch zielt auf die Rückgewinnung von Lithium und Kobalt ab und umfasst nach einem theoretischen Einstieg zu Akku-Arten und deren Bestandteilen die folgenden experimentellen Schritte:

  • Entladevorgang
  • Entmanteln / Sortieren des Materials
  • Gewinnung von Lithiumkobaltoxid aus dem Kathodenmaterial
  • Leaching von Lithiumkobaltoxid mit Salzsäure
  • Gewinnung der Kobalt- und Lithiummetalle in Form von Salzen
  • Analytik der isolierten Metallsalze

Im Laufe des Versuchstages festigen und erlernen die Jugendlichen ihr Wissen zu allgemeinen physikalischen bzw. chemischen Grundlagen zum elektrischen Strom bzw. zu Metallen, chemische Methoden wie Rückflusskochen, Vakuumfiltration und Fällungsreaktionen. Gleichzeitig erlangen sie einen Einblick in Umweltschäden durch den Erzabbau und in die Problematiken der Recyclingwirtschaft von Smartphone-Akkus.

Nähere Informationen gibt es auf der Website:

link  https://www.bcp.fu-berlin.de/natlab/lehrkraefte/kursthemen/chemie_sek/index.htmlink  l

Fragen gerne an Frau Carolin Garbe. Email: email address  c.garbe@fu-berlin.de

 

 

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