4. Sieg in Folge

Wieder ein 1. Platz beim Regionalwettbewerb "Jugend Forscht" in Physik

Unsere Schüler Joshua Langos und Vladyslav Leißling – Abiturienten des letzten 12. Jahrganges am Beethoven-Gymnasium - haben beim Regionalwettbewerb Jugend Forscht 2020 den 1. Platz erreicht. Wir gratulieren herzlichst!

Die Klimaveränderung ist in aller Munde und nimmt auch bei der Schülerschaft unseres Gymnasiums einen hohen Stellenwert innerhalb politischer Diskussionen ein. Einen Eckpfeiler zur massiven Einsparung von CO2-Emissionen stellt hierbei hoffentlich die Mobilitätswende dar, deren Konsequenz eine drastische Senkung der pro-Kopf-Verkehrsemissionen zur Folge haben könnte. Neben dem Ausbau des öffentlichen Nahverkehrs oder der Verbesserung der Infrastruktur für muskelbetriebene Fortbewegungsmittel stellt auch die Suche nach alternativen Antriebskonzepten für PKW unsere Gesellschaft vor große Herausforderungen.

Im Wesentlichen haben sich in letzter Zeit zwei Alternativen zu Verbrennungsmotoren durchgesetzt und erhalten immer mehr Marktanteile: Fahrzeuge mit Akkutechnologie, die an elektrische Ladesäulen angeschlossen werden müssen, um ihren Akku regelmäßig aufzuladen, und Fahrzeuge mit Brennstoffzellen, die Wasserstoff tanken müssen.
Während auch einige Fahrzeughersteller sich grundsätzlich der Brennstoffzellentechnologie verschrieben haben und diese weiterentwickeln, scheint das Rennen in Deutschland jedoch bereits entschieden: Die politischen Entscheidungsträger setzen nahezu komplett auf die Akkutechnologie. Während nahezu täglich neue Schnellladesäulen für akkubetriebene Fahrzeuge errichtet werden, scheint der Ausbau von Wasserstofftankstellen jedoch überhaupt nicht voran zu kommen, welches unmittelbare Konsequenzen für die Nutzbarkeit von brennstoffzellenbasierten Fahrzeugen hat. Doch was, wenn sich diese Fokussierung auf die Akkutechnologie als Fehler erweist?

Unsere Schüler haben sich gefragt, ob es eine Möglichkeit gibt, brennstoffzellenbasierte Fahrzeuge auch an elektrischen Ladesäulen zu laden. Tatsächlich bieten PEM-Brennstoffzellen die Möglichkeit, im reversiblen Betrieb auch „verkehrt herum“ zu arbeiten. Im Normalbetrieb wird Wasserstoff, der an Tankstellen zugetankt wird, zusammen mit dem Sauerstoff aus der Luft unter Energiefreisetzung zu Wasser umgewandelt. Im reversiblen Betrieb scheint jedoch auch der umgekehrte Prozess möglich: Wenn man Wasser zutankt, dann lässt sich unter Zugabe von Energie – z. B. an einer Ladesäule, die eigentlich für akkubasierte Fahrzeuge gedacht ist – eigener Wasserstoff produzieren. Auf diesem Wege könnten Brennstoffzellenfahrzeuge  die momentan ungenügende Infrastruktur überdauern und auf weiten Strecken an Ladesäulen Wasserstoff produzieren, den sie dann für die Fahrt verwenden. Auch wenn dies nicht der effizienteste Weg für ein Wasserstofffahrzeug zu sein scheint, könnte dies eine Möglichkeit darstellen, Zeit zu gewinnen, bis mehr Wasserstofftankstellen in Deutschland verfügbar sind.

Die Schüler zeigen zudem, dass die bereits in Fahrzeugen eingesetzten Brennstoffzellen einen reversiblen Betrieb vertragen und somit auch nachträglich nachgerüstet werden könnten.

Die Jury zeigte sich sehr angetan von dieser Arbeit und zeichnete unsere Schüler neben dem 1. Platz des Regionalwettbewerbes auch mit dem Sonderpreis Erneuerbare Energien des Bundesministeriums für Wirtschaft aus. Zudem qualifizierten sich die beiden auch für den Folgewettbewerb, der allerdings aufgrund der Coronapandemie entfallen musste.

 

Möchtest Du mehr über das spannende Projekt von Joshua und Vladyslav erfahren, dann lohnt ein Gang über den Physikflur im zweiten Stock, wo ihr Plakat ausgestellt ist. Und solltest Du selber Interesse am Anfertigen einer Jugend Forscht Arbeit oder generell an einem naturwissenschaftlichen Wettbewerb haben, dann sprich bitte Herrn Mühlfeld oder Herrn Beumler an.

Sebastian Beumler
(Fachleitung Physik)

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