Solarzellen und Wasserstoff als Energieträger

REM-Bild von TiO2-Nanopartikeln

Einblicke in aktuelle Energieforschung

Die Schülerinnen und Schüler bauen eine Farbstoffsolarzelle mit TiO2-Nanopartikeln, die sie selbst aus Sonnencreme isolieren. Sie erfahren, wie eine klassische Solarzelle sowie eine Farbstoffsolarzelle funktionieren und welche Aufgabe die TiO2-Partikel haben. Zur Bestimmung der Größe der Partikel dürfen die Teilnehmenden selbst ein Rasterelektronenmikroskop (REM) bedienen (s. Abb.). Am Nachmittag erarbeiten sie Speicherungsmöglichkeiten für erneuerbare Energien und führen eine elektrolytische Wasserspaltung durch. Es werden aktuelle Forschungsansätze aufgezeigt.
Der Kurs findet in Zusammenarbeit mit dem Sonderforschungsbereich 1073 statt.

 

Experimente:

  • Isolation von TiO2-Nanopartikeln aus kommerzieller Sonnencreme  
  • Größenbestimmung der aus der Sonnencreme isolierten TiO2-Nanopartikeln im Rasterelektronenmikroskop (und bei Interesse im Transmissionselektronenmikroskop)
  • Bau einer Farbstoffsolarzelle mit den aus der Sonnencreme isolierten TiO2-Nanopartikeln
  • Elektrolytische Wasserspaltung mit Solarzellen, Nachweisreaktionen und Wirkungsgradbestimmung
  • Photokatalytische Wasserspaltung als Einblick in aktuelle Forschung

Auf Wunsch kann der Fokus des Kurses auf die Solarzelle oder Elektrolyse gelegt werden. 

Stichworte:
Halbleiter, p-n-Übergang, Solarzellen, Energieerhaltung, Energieübertragung, Wirkungsgrad, Energiewende, Elektrolyse, Energiegehalt von Stoffen

Klassenstufe: Klasse 9-13
Dauer: 1 Tag

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