„Energiewende in Schülerhände“ heißt ein spannendes neues Kursprogramm im Gläsernen Labor auf dem Campus Berlin-Buch. Der Klimaschutz ist eine der zentralen Herausforderungen unserer heutigen Gesellschaft. Um den Klimawandel aufzuhalten, muss noch einiges getan werden. Ein wichtiger Baustein dafür ist die Energiewende. Sie ist der Weg für eine sichere und umweltverträgliche Zukunft. Aber für viele wirft die Energiewende eine Menge Fragen auf: Was ist das überhaupt? Wofür brauchen wir sie? Was steckt dahinter? Was kommt auf uns zu? Was ist für die Energiewende notwendig?
Diese Fragen will das Gläserne Labor für die nächste Generation, also die Schülerinnen und Schüler von heute, nicht unbeantwortet lassen.
Im Rahmen des neuen Kursprogramms „Energiewende in Schülerhände!“ möchten das Gläsernen Labor Schülerinnen und Schülern der 9. und 10. Klasse viele verschiedene Aspekte des topaktuellen Themas Energiewende nahebringen und sie mit unterschiedlichen Technologien und Strategien vertraut machen.
Schüler mit Dr Fuel Cell Trainer
„Energiewende in Schülerhände“
Die Schülerinnen und Schüler können in kleinen Gruppen die Versuche aufbauen und beispielsweise Spannung, Stromstärke, Energiedichte und Ladezeit messen sowie beurteilen. Die Versuche verdeutlichen anschaulich, dass es viele Methoden der Energieumwandlung gibt. So nutzt die Wasserstoff-Brennstoffzelle die Solarenergie, um Wasser zu spalten und die Energie in chemischer Form zu speichern. Die Biobrennstoffzelle dagegen „zapft“ den Energiestoffwechsel der Hefezellen „an“ und macht Energie aus Redoxreaktionen nutzbar. Beim Lithium-Ionen-Akku können die Schülerinnen und Schüler nachvollziehen, wie ein einfacher Aufbau aus Graphitelektroden in Lithiumperchlorat-Lösung die Elektronen im „Schaukelstuhl-Effekt“ von einer Seite zur anderen wandern lässt. Beim Superkondensator-Versuch müssen die Schülerinnen und Schüler richtig aktiv werden und ein Goldcap per Fahrraddynamo aufladen. Das Solarmodul zeigt nicht nur technische Aspekte wie Sicherheitsabstand zur Strahlungsquelle und den Einfluss des Neigungswinkels auf die Stromproduktion, sondern erläutert auch Vor- und Nachteile dieser Technologie unter wirtschaftlichen Aspekten.
Schüler mit Fahrrad
Ziel des Kurses ist, einen Überblick über die vielen spannenden Verfahren zu bieten, die die Energiewende möglich machen, und die Schülerinnen und Schüler für Themen wie Energieverbrauch, CO2-Emission und Energiesparmöglichkeiten zu sensibilisieren. So sollen die Schülerinnen und Schüler das nötige Wissen an die Hand bekommen, um die Sachlage kompetent beurteilen und an politischen Diskussionen teilnehmen zu können. Unser Ziel ist es, die Schüler wissensmündig zu machen, um die Energiewende mitzutragen.
Wie wird das Projekt umgesetzt?
Da das Projekt sehr umfangreich ist, war es klar, dass hierfür viel Arbeitszeit und Material benötigt wird. Anfangs entstand eine Projektskizze, welche an die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) gesendet wurde. Die DBU ließ nicht lange auf sich warten und sehr schnell besuchte eine Mitarbeiterin das Gläserne Labor. Nach hilfreichen Anregungen entwickelten die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Schülerlabors einen Projektantrag. Dieser wurde innerhalb von drei Monaten bewilligt. Im November 2014 konnte so das Projekt „Energiewende in Schülerhände“ beginnen. Mit dem Projekt startete auch Frau Dr. Stärkel als neue wissenschaftliche Mitarbeiterin.
Titration
Für die einzelnen Experimentierstationen wurde viel selbst entworfen, kreiert und gebaut. Plexiglasscheiben wurden zurechtgeschnitten, gebogen und gebohrt, Glasröhrchen über dem Bunsenbrenner geformt und sogar ein Fahrrad umgebaut. Mittlerweile gleicht das Labor einer kleinen Werkstatt. Für die Biogasanlage werden fleißig Küchenabfälle gesammelt.
Frau Stärkel ist Molekularbiologin und berichtet heute: „ Anfangs war ich mir noch unsicher, ob ich dem Thema gerecht werden kann. Mittlerweile bin ich von dem Thema begeistert und fasziniert über die vielfältigen Technologien. Thorsten Winkel, eigentlich Meeresbiologe, unterstützt mich beim Bohren, Schrauben und Tüfteln. Gemeinsam haben wir schon viele Versuche zum Laufen gebracht.“
Inhalte des vierstündigen Kurses:
Wirkungsweise der Solarzelle
Hier können die Schülerinnen und Schüler Solarzellen parallel und in Reihe schalten, den Einfluss von Verschattung und Einfallswinkel auf die Stromproduktion testen und genauer erfahren, was in der Solarzelle steckt.
Wasserstoff und die klassische Brennstoffzelle
Die Schülerinnen und Schüler spalten Wasser mit Hilfe der Elektrolyse und verstromen den Wasserstoff in der Brennstoffzelle.
Lithium-Ionen-Akku: Energie lange speichern
Bei dieser Station bauen die Schülerinnen und Schüler mit TicTac-Dosen und Bleistiftminen einen Lithium-Ionen-Akku auf und können die Einlagerung der Elektronen ins Graphitgitter direkt beobachten.
Li-Ionen-Akku treibt Windrad an.
Biobrennstoffzelle: Energie aus Hefe
Diese Versuchsstation beinhaltet eine Biobrennstoffzelle, die es ermöglicht, die Atmungskette der Hefezellen anzuzapfen und Elektronen abzuzweigen, die einen kleinen Verbraucher betreiben können. Dieses Modell hilft z. B. zu verstehen, wie die Herzschrittmacher der Zukunft funktionieren könnten.
Superkondensatoren
Dafür müssen die Schülerinnen und Schüler kräftig in die Pedale treten und einen Kondensator antreiben, der an einen Fahrraddynamo gekoppelt ist.
Biogasgewinnung aus Biomüll
Mithilfe von Archaeen wird Methan aus Abfällen produziert.
Planspiel Energiewende
Hier können die Schülerinnen und Schüler in verschiedene Rollen schlüpfen und unterschiedliche Positionen einnehmen. Dadurch lernen sie, für und gegen verschiedene Technologien zu argumentieren. Außerdem erhalten sie Einblicke in die Hintergründe der Energiewende wie Stromkosten und EEG-Umlage.
Das Gläserne Labor
Im Gläsernen Labor können Schülerinnen und Schüler in fünf Laboren Experimente zur Biologie, Chemie und Physik selbstständig durchführen und sich aktuelle Fragestellungen in Forschung, Medizin und Biotechnologie erschließen. Das Spektrum der Experimente reicht vom genetischen Fingerabdruck und Mikroskopierkursen über Neuro- und Entwicklungsbiologie bis zur Chemie.