Vertiefungskurs Energiegewinnung
Kurs für Schülergruppen

Experimente

• Fossile Brennstoffe und Abgasanalysen
• Treibhauseffekt
• Synthese von Biodiesel
• Solarzelle und Gewinnung von Wasserstoff
• Brennstofzellen und Redox-Flow-Batterien
• Lithium-Ionen-Akkumulator

Besonders im Verkehrssektor werden fossile Brennstoffe noch immer bevorzugt. Durch fraktionierende Destillation und dem “Cracken“ eines Erdöldestillats werden zwei Aspekte der Raffination von Rohöl untersucht. Dabei zeigt sich: Erdöl-Veredelung benötigt viel Energie.
Zudem ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe aus ökologischer Sicht problematisch. Doch welche Produkte entstehen dabei? Gibt es Unterschiede bei der Verbrennung fossiler und nachwachsender Stoffe? Diese Fragen beantwortet eine differenzierte chemische Analyse. Umweltschädliche Abgase wie Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid und Stickoxide werden damit nachgewiesen.
Seit Beginn der Industrialisierung hat der Mensch durch den Einsatz fossiler Brennstoffe viel zusätzliches CO₂ in die Atmosphäre gebracht. Zusammen mit anderen Treibhausgasen hat es bereits eine deutliche Erwärmung der Erdatmosphäre bewirkt. Die Infrarot-Spektroskopie lässt Ursachen der Erderwärmung erkennen.
Umweltverschmutzung und Klimaerwärmung machen uns deutlich: In Zukunft muss auf fossile Brennstoffe verzichtet werden. Als Beispiel für die Erzeugung eines Brennstoffes aus nachwachsenden Rohstoffen wird Biodiesel aus Rapsöl hergestellt. Nachteile wie z.B. die Rodung von Wäldern für die Erzeugung von Treibstoffen werden diskutiert.
Eine selbstgebaute Solarzelle gibt Einblicke in die moderne Photovoltaik. Die Gewinnung von Wasserstoff mit Solarenergie und dessen Nutzung in Brennstoffzellen verdeutlicht die Speicherung nach alternativer Energiegewinnung. Aber auch die Nutzung nachwachender Brennstoffe als Ersatz für Wasserstoff in Brennstoffzellen wird untersucht.
Experimente mit Lithium-Ionen-Akkus und Redox-Flow-Batterien verdeutlichen weiter Möglichkeiten der Energiespeicherung. Redox-Flow-Batterien können auch mit umweltverträglichen Redox-Partnern aus nachwachsenden Rohstoffen realisiert werden.
Vor- und Nachteile der verschiedenen Energiequellen wie z.B. Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit werden mit den Schüler*innen diskutiert.