Besuch des Schülerlabors

Dienstag, 09.12.2014


Heute steht der Besuch des Schülerlabors auf dem Plan. Netterweise hat Dr. Torsten Lange, der Verantwortliche für Umweltbildung am UFZ und Leiter des Schülerlabors, mir gestattet, zusammen mit neun Schülern/-innen des Beruflichen Gymnasiums Leipziger Land an dem Besuch des Schülerlabors zum Thema Regenerative Energie teilzunehmen.

Um 9.00 Uhr treffen wir uns mit den Schülern/-innen vor dem Leipziger KUBUS, dem Veranstaltungsgebäude des UFZ. Anschließend begeben wir uns zum doch recht beschaulichen Seminarraum. Das normalerweise im KUBUS stationierte Schülerlabor ist aktuell gezwungen, aufgrund eines zwischenzeitlichen Umzugs auf deutlich kleinere Räumlichkeiten als gewohnt zurückzugreifen.
Nachdem alle im Zimmer Platz genommen haben, folgt der theoretische Teil. Hier kommt Torsten Lange auf das UFZ und das Schülerlabor an sich zu sprechen. Außerdem gibt es einen Einblick in das Thema Regenerative Energie, wobei Mitarbeit der Zuhörer/-innen gefragt ist. Des Weiteren werden wir in Aufbau und Funktionsweise von Grätzel- und Brennstoffzelle unterwiesen.

Die bereitliegenden MaterialienDer mit Klebeband befestigte Glasträger vor dem Auftragen des Titandioxids. Dazu werden Klebeband, Löffelspatel, Drigalski-Spatel und das Titandioxid selbst eigesetzt. Dann gehen wir nebenan in das Labor. Es werden Kittel angezogen sowie Schutzbrillen aufgesetzt und wir teilen uns in fünf Zweiergruppen auf. Zuerst werden wir eine Grätzelzelle selbst bauen. Dazu liegen auf den Tischen schon einige Gerätschaften bereit: zwei auf jeweils einer Seite mit Zinnoxid beschichtete Glasträger, zwei Klammern, ein Drigaski-Spatel, ein Multimeter, Klebeband, zwei Gefäße mit Titandioxid, ein Löffelspatel und ein Papierhandtuch. Einer der beiden Glasträger ist zudem mit Grafit beschichtet.

Zunächst wird der Glasträger, der nicht mit Grafit beschichtet ist, auf die Seite mit der Zinnoxidschicht geprüft. Unter Verwendung des Multimeters wird ermittelt, welche Seite elektrisch leitfähig ist und somit mit Zinnoxid beschichtet sein muss. Anschließend kleben wir den Glasträger mit der leitfähigen Seite nach oben auf den Tisch und bestreichen ihn unter Zuhilfenahme des Drigaski-Spatels mit Titandioxid. Dabei gilt Handschuhpflicht! Der nun mit Titandioxid behaftete Drigaski-Spatel landet auf dem Papierhandtuch, damit das weiße Pigment nicht mit jemandes Hand in Berührung kommt. Danach wird der Glasträger sukzessiv erwärmt, sodass das Titandioxid trocknet, und anschließend in Farbstoff gelegt, der in diesem Fall Tee der Geschmacksrichtung Hibiskus-Hagebutte ist. Während der Farbstoff einzieht, wird die Grafitschicht des anderen Glasträgers mithilfe eines weichen Bleistiftes verstärkt. Nach dem Trocknen des Farbstoffes legen wir schließlich beide Glasträger aufeinander, wobei die mit Zinnoxid beschichteten Seiten sich berühren, und befestigen beide mit Klammern. Nach der Zugabe des Elektrolyten ist die Grätzelzelle fertig.

Fertige GrätzelzelleDie Grätzelzelle - eine Solarzelle, die mit Farbstoff funktioniert Jetzt wird nur noch die Leistung geprüft und eine Art Siegerehrung durchgeführt. Der Tagessieger erreicht bei einer Lichtstärke von 64 Klx eine Spannung von 394 mV und eine Stromstärke von 550 µA, was für die Größe der Zelle (aktive Fläche ca. 2cm2) recht gut ist. 

Nach der Mittagspause geht es weiter mit Versuchen an der Brennstoffzelle. Dazu findet eine Stationenarbeit mit fünf Stationen statt. Dazu werden Handouts ausgeteilt, die in entsprechenden Tabellen mit Messwerten zu ergänzen sind. Wir betrachten zuerst die Leistung einer gewöhnlichen Silicium-Solarzelle in Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke. Außerdem werden Messungen an einer Wasserstoff-Sauerstoff-, einer Wasserstoff-Luft- und einer Wasserstoff-Methanol-Brennstoffzelle vorgenommen. Und zusätzlich dürfen wir eine Brennstoffzelle auseinanderbauen und wieder zusammenbasteln. 

Als Abschluss kommt Torsten Lange auf die Problematik der Speicherung von Energie zu sprechen und verdeutlicht noch einmal, wie sehr die Entwicklung moderner Energieversorgungsmaßnahmen von Wirtschaft und Politik abhängt. Ohne Zweifel wird dieses Thema unsere Gesellschaft noch über einen langen Zeitraum beschäftigen. Insofern war der Besuch äußerst interessant, da das behandelte Thema aktuell in der Diskussion ist und man einen Einblick in die Wichtigkeit der Energiewende bekommen hat.
Danach ist der heutige Besuch des Schülerlabors beendet. 

Béla Bahmann, Klasse 10 des Werner-Heisenberg-Gymnasiums Leipzig

FÖJ am UFZ

Das UFZ ist Einsatzstelle für das FÖJ in Sachsen.

Insgesamt drei Stellen, in der Forschung und in der Umweltbildung, stehen für Interessierte Jugendliche bereit.

Kontakt: Personalabteilung Martin Schröder, Tel. 0341 235 1619


Insektenhotel

Insektenhotel "Zur Artenvielfalt"

Artenvielfalt unterstützen - Hotelbesitzer werden

Hotelbesitzer sein - wer kann das schon von sich behaupten?

Am Jugend-Zukunfts-Tag 2015 konnten im Schülerlabor in ganz kurzer Zeit acht Mädchen und acht Jungs diesen Schritt tun. Sie wurden zu Besitzern eines Insektenhotels, welches sie auch mit nach Hause nehmen durften. Zudem errichteten sie im Forschungszentrum eine große Variante davon. Mehr davon und Fotos unter:

 

Das UFZ-Schülerlabor unterstützt:

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HGF
Helmholtz-Tag in allen Schülerlaboren der Helmholtz-Gemeinschaft


An diesem Tag warten besondere Angebote auf die Besucher.

Hermann von Helmholtz

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