Kiel Nano, Surface and Interface Science (KiNSIS)

Schülerworkshop zur nachhaltigen Energiespeicherung

26.03.2020

WorkshopWie sich die Zukunft nachhaltig gestalten lässt, darüber diskutierten 500 Schülerinnen, Schüler und Lehrkräfte aus ganz Schleswig-Holstein am 28. Februar bei der Konferenz „Schule macht Zukunft – Impulse für ein nachhaltiges Leben“ in Kiel. Das Bildungsministerium, das Umweltministerium, das IPN und die CAU hatten zu Gesprächsrunden und über 30 Workshops ins Physikzentrum eingeladen. Dr. Sandra Hansen vom Institut für Materialwissenschaft diskutierte in ihrem Workshop über die Vorteile verschiedener Speichertechnologien und gab Einblicke in ihr aktuelles Forschungsprojekt zu nachhaltigen Siliziumbatterien.  [[Weiterlesen]]

„Heizung, Mobilität, elektrische Geräte – für fast alles in unserem Alltag brauchen wir Energie“, machte Dr. Sandra Hansen am Anfang ihres Workshops deutlich. „Die Sonne schickt zwar jede Sekunde genug Energie für alle auf die Erde, uns fehlen aber ausreichend Speichermöglichkeiten.“ Sie und ihre Kollegin Monja Gronenberg trugen mit den Teilnehmerinnen und Teilnehmern zunächst Herausforderungen von erneuerbaren Energien zusammen, wie die durchgängige Versorgung, die Verknüpfung vom Angebot der Energieerzeuger und der Nachfrage der Energieverbraucher und den Ausbau des Energienetzes, um den Strom entsprechend verteilen zu können. 

Batterien aus „Sand und Gesteinen“

Workshop Schüler stellt Ergebnisse vorAnschließend ging es um die zentrale Rolle der Energiespeicher. In Kleingruppen diskutierten die Schülerinnen und Schüler die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Technologien wie Ionen-Lithium-Batterien, Kondensatoren oder Power-to-Gas und stellten ihre Ergebnisse im Workshop vor. Im nächsten Schritt konzentrierten sie sich auf nachhaltige Batterien und sammelten dafür wichtige Eigenschaften. So müssen sie nicht nur sicher, langlebig und gut recyclebar sein, sondern auch eine hohe Speicherkapazität haben und sich schnell aufladen lassen.

Im zweiten Teil des Workshops stellten Hansen und Gronenberg ihre Forschung zu Batterien aus Silizium vor und erklärten, warum sie nicht nur sehr leistungsstark, sondern auch besonders nachhaltig und günstig sind. Denn Silizium stecke als zweithäufigstes Material der Welt sowohl im Sand, als auch in der Erdkruste und Gesteinen – das bedeute ein praktisch unbegrenztes Vorkommen. „Was ist denn das Problem bei der Forschung?“ will ein Schüler wissen, warum es die leistungsstarken Siliziumakkus noch nicht im Handel zu kaufen gibt. „Unsere Anode funktioniert schon richtig gut. Aber das Gegenstück in der Batterie, die passende Kathode, daran arbeiten wir gerade noch“, sagt Gronenberg. Weitere Herausforderungen seien, die beiden Hochleistungselektroden mit einem passenden Elektrolyten zu kombinieren und einen industrienahen Herstellungsprozess zu entwickeln.

Anwendungsbeispiele statt auswendig lernen

Workshopleitung HansenNicht Wissen abzufragen und Formeln auswendig zu lernen stand im Vordergrund ihres Workshops, sondern Lernstoff aus der Schule mit Anwendungsbeispielen aus der aktuellen Forschung zu verknüpfen. „Wir wollen frühzeitig Schülerinnen und Schüler für unsere Arbeit und vielleicht ja auch ein MINT-Studium begeistern", hofft Hansen. Bei ihren Workshopteilnehmerinnen und -teilnehmern schien sie einen guten Anfang gemacht zu haben. „Ehrlich gesagt, hatte ich vorher nicht gedacht, dass das so mein Thema ist, aber jetzt war es doch ganz spannend und ich habe viel Neues gelernt“, erklärt der 17-jährige Lorenz. Auch Mittelstufenschüler Jakob ist mit der Wahl seines Workshops zufrieden „Ich wollte unbedingt wissen, wie Batterien funktionieren.“

Hansen selbst hatte sich damals vor allem aufgrund der Vielseitigkeit für ein Studium der Materialwissenschaft entschieden „Hier werden Mathe, Physik, Chemie und Elektrotechnik zusammengeführt, um ganz neue Materialien mit neuen Funktionen entwickeln zu können. Direkt dabei zu sein, ist superspannend!“ Ihre Doktorandin Monja Gronenberg ergänzt: „Ich wollte zuerst Physik studieren. Doch dann habe ich gelesen, was für hochaktuelle, Fragestellungen in der Materialwissenschaft behandelt werden. Wie funktionieren Solarzellen? Wie kann ich Plastik wetterbeständiger machen? Welche Anforderungen gibt es an Materialien, die als Prothesen in unserem Körper verbaut werden? Diese anwendungsbezogene Wissenschaft passt besser zu mir.“

Nach den Workshops kamen alle rund 500 Konferenzteilnehmerinnen und -teilnehmer wieder im Plenum zusammen. In der abschließenden Podiumsrunde zog Hansen ein durchweg positives Fazit. Sie würde künftig gerne Schülerinnen und Schüler in die Uni einladen oder selbst in Schulen gehen. "Der Kongress war unglaublich spannend – nicht nur die Schüler haben etwas gelernt, sondern auch wir Wissenschaftler und Workshop-Leiter. Das hilft uns wiederum die Qualität der Lehre an den Hochschulen zu verbessern.“

Die Konferenz „Schule macht Zukunft – Impulse für ein nachhaltiges Leben“
KonferenzDie Konferenz war zusammen mit Schülerinnen und Schülern organisiert worden, die auch einen Teil der Moderation übernahmen. In ihrem Grußwort betonte CAU-Vizepräsidentin und IPN-Abteilungsleiterin Prof. Dr. Ilka Parchmann die Möglichkeit der Konferenz, dass Jugendliche, Lehrkräfte sowie Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler hier gemeinsam an Ideen für eine nachhaltige Zukunft arbeiten können. „Klimawandel und Umweltschutz sind aktueller denn je gerade auch für die junge Generation. An den Schulen Schleswig-Holsteins ist die Bildung für Nachhaltigkeit fester Bestandteil der Fachanforderungen und in zahlreichen Fächern fest verankert“, sagte Bildungsministerin Karin Prien zur Eröffnung der Konferenz. Umweltminister Jan-Philipp Albrecht zeigte sich „froh und dankbar, dass sich so viele junge Menschen aktiv und mit langem Atem für nachhaltig gestaltete Veränderungsprozesse einsetzen“.

Anschließend hielt Klimaforscher Prof. Dr. Mojib Latif eine Keynote mit dem Thema „Nach uns die Sintflut?“ und stellte sich gemeinsam mit Prien und Albrecht den Fragen der Schülerinnen und Schüler. Danach ging der Austausch in 33 Workshops zu konkreten fachlichen Themen weiter. Fotos: Heidrun Petersen, IPN; Julia Siekmann, KiNSIS

Weitere Informationen


Kontakt:
Dr. Sandra Hansen
sn@tf.uni-kiel.de

 

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