Von der einfachen Batterie zur PEM-Brennstoffzelle
Kurs für Schülergruppen
Wie sind Batterien aufgebaut? Und wie liefern sie Strom? Batterien und Akkus sind aus unserem täglichen Leben nicht wegzudenken.
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- Jahrgangsstufe
- 11 bis 13
- Dauer
- 1 Tag
- Maximale Teilnehmerzahl
- 20 (nach Absprache bis zu 40)
Experimente
- Untersuchung der Spannungsreihe der Metalle
- Messung von Standardpotentialen mit einer vereinfachten Wasserstoffelektrode
- Aufbau eines Daniell-Elements
- Spannungsmessungen an Konzentrationselementen
- Aufbau eines Zink-Brom-Akkus, einer wiederaufladbaren Batterie
- Aufbau einer einfachen Wasserstoff-Brennstoffzelle
- Spannungsmessungen an einer PEM-Brennstoffzelle
Die experimentelle Einführung in die Elektrochemie vermittelt Grundlagen, um den Aufbau von Batterien und modernen PEM (Proton Exchange Membrane)-Brennstoffzellen zu verstehen. Ausgehend von einer einfachen Batterie wird die Spannungsreihe der Metalle erarbeitet, welche im Daniell-Element ihre Anwendung findet. Messungen mit Konzentrationselementen ermöglichen die Berechnung der Spannung zwischen zwei Halbzellen mithilfe der Nernst-Gleichung. Experimente mit einer wiederaufladbaren Batterie und einer einfachen Brennstoffzelle führen experimentell zur PEM-Brennstoffzelle. Ergänzt werden kann der Kurs durch Untersuchung einer Nichtmetallzelle.
Unterrichtsbezug
Donator-Akzeptor-Prinzip; chemisches Gleichgewicht