Helmholtz-Zentrum Geesthacht

Wir, die Klasse 10c, sind am 06.12.2019 nach Geesthacht ins Zentrum für Material- und Küstenforschung gefahren. Insgesamt gibt es 19 Helmholtz Zentren in Deutschland und 31 Schülerlabore. Im HZG arbeiten ca. 950 Mitarbeiter aus 57 verschiedenen Nationen.

Themen der Stunden waren:

1. Zunahme des Kohlenstoffdioxids in der Atmosphäre
2. Elektroautos und ihre Vor- und Nachteile
3. Erneuerbare Energien
4. Energieumwandlung
5. Mittagspause um 12 Uhr
6. Elektromagnetisches Spektrum
7. Energiespeicherung
8. Thermolyse und Elektrolyse
9. Verschiedene Versuche zu den einzelnen Themen (u.a. mit der Knallgasprobe und der Glimmspanprobe)

1. Die Zunahme des Kohlenstoffdioxids in der Atmosphäre ist ein Problem. Der natürliche Treibhauseffekt wird von den Menschen gefördert. Das hat zur Folge, dass es auf der Erde immer heißer wird. Der Meeresspiegel steigt, das Wasser wird knapper und Gletscher schmelzen. Die Forscher im HZG forschen, an einer Lösung für die Verringerung des Kohlenstoffdioxid Ausstoßes.

2. Eine Möglichkeit wären Elektroautos, diese haben aber ihre Vor- und Nachteile. Die Elektroautos stoßen zwar kein Kohlenstoffdioxid aus, wie die anderen Autos auf der Straße, doch es wird Kohlenstoffdioxid durch den Transport in andere Länder ausgestoßen. Außerdem sind diese sehr teuer und sind bei einem Brand schlecht zu löschen. Die Akkus der Autos müssen in den Sondermüll und der Abbau der Batterien braucht Wasser, in vielen Ländern herrscht aber Wasserknappheit.

3. Erdöl, Erdgas, Stein- und Braunkohle und auch Uranerz sind Energien die sich verbrauchen. Geothermie, Bioenergie, Solarenergie, Wasserkraft und Windkraft sind erneuerbare Energien aus nachhaltigen Quellen. Diese sind sehr viel besser für die Umwelt.

5. Unser nächstes Thema war die Energieumwandlung. Dazu haben wir mehrere Versuche durchgeführt, mit der Spannung aus einem Generator mit einem Windrad und aus einem Solarmodul. Eine Energiequelle wird in einem Energiewandler zur elektrischen Energie umgewandelt und erzeugt eine messbare Spannung.
   Bei dem Versuch mit dem Windrad mit einer Dreikernspule ist uns aufgefallen, dass dieser leichter ist und weniger Luftwiderstand hat.
6. In der Mittagspause um 12 Uhr haben wir gemeinsam mit den Mitarbeitern des HZG in der betriebseigenen Kantine Mittag essen können. Danach haben wir uns dann weiter mit vielen Themen der Physik beschäftigt.

6. Das elektromagnetische Spektrum ist die Gesamtheit aller elektromagnetischen Wellen verschiedener Wellenlängen. Beispiele dafür sind die radioaktive Strahlung (0,01nm), Röntgenstrahlung (1nm), UV-Strahlung (100nm) und Radiowellen (1m-1km). Kurzwellige Strahlungen sind am energiereichsten.

7. Eine Lösung, um erneuerbare Energie zu nutzen, wäre die Energiespeicherung. Das kann z.B. durch Pumpspeicherkraftwerke geleistet werden. Diese haben wir auf dem Weg in das Helmholtz-Zentrum schon gesehen. Die Energie wird in Form von potentieller Energie zwischengespeichert und man kann dann mit Elektrizität Wasserstoff erzeugen.
   
   Die Rückgewinnung der Energie:  2 Wasserstoff  + 1 Sauerstoff ⇒2 Wassermolekühle + Energie
   ⇒ Energie wird frei.

9. Bei einer Thermolyse wird ein Ausgangsstoff durch Erhitzen in mehrere Produkte zersetzt. Dafür ist sehr viel Energie notwendig (mehr als 2500°C). Bei einer Elektrolyse erzwingt elektrischer Strom eine Redoxreaktion. Diese wird auch für die Gewinnung von Metallen durchgeführt. Die theoretische Zersetzungsspannung liegt bei ca 1,23 V
   2 Wassermoleküle -> 2 Wasserstoff + 1 SauerstoffDies kann man in einem Elektrolyseur vornehmen. Auf der einen Seite der Membran ist Sauerstoff und auf der anderen Seite Wasserstoff.
   
10. Unsere nächsten beiden Versuche waren dann der Nachweis von Wasserstoff mit der Knallgasprobe und der Nachweis von Sauerstoff mit der Glimmspanprobe, diese sind beide chemische Vorgänge.
11. Vor unserer Abreise zurück zur Oberschule Ebstorf, durften wir noch einmal sehen, wie ein Modellauto mit dem von uns erzeugten Wasserstoff fährt.Der Besuch im Helmholtz-Zentrum in Geesthacht hat uns allen sehr viel Spaß bereitet. Wir haben viel veranschaulicht bekommen und haben davon sehr viel lernen können.

Alissa-Sophie Oppelt und Mirja Strömer (10c)