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NAT-Projekt:

Schüler bauen eigene Wasserstoff- und Batterieantriebe

Wasserstoff oder doch lieber die Batterie. Dies beschäftigt die Automobilindustrie und es hat in den vergangenen Wochen die Schüler des Hamburger Charlotte-Paulsen-Gymnasiums auf Trab gehalten. Im Rahmen eines NAT-Schulprojekts (Initiative Naturwissenschaften und Technik) am Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) entwickelten sie mit Unterstützung der HZG-Forscher eigene Wasserstoff- und Batterieantriebe für ferngesteuerte Modellautos. Eine kniffelige Aufgabe, wie sich herausstellte.

NAT_Siegerteam

Kion Runge (17) mit seinem Modellauto mit selbst entwickelter Batterie.

NAT-Wasserstofftank

Das Schwierige bei den jungen Wasserstoffforschern: Geeignete Speichermaterialien zusammenzustellen und den Tank korrekt mit der Brennstoffzelle zu verbinden. Foto: Initiative NAT, Thomas Rokos.

Als Vorbereitung hatten sich die Jugendlichen bereits im Schulunterricht mit dem Aufbau und der Funktionsweise einer Batterie befasst. Zusätzlich vermittelten die HZG-Wissenschaftler Grundlagen der Wasserstoffspeicherung. Dann waren die jungen Entwickler an der Reihe: Ideenreichtum, handwerkliches Geschick und ein langer Atem gehörten dazu. „Wir haben ganze drei Wochen gebraucht, bis unser Auto von der Stelle kam“, erinnert sich Matthias Riepold (17) aus dem Team der Batterieentwickler. Vor ähnlichen Herausforderungen standen die jungen Wasserstoffforscher. Das Schwierige bei ihnen: Geeignete Speichermaterialien zusammenzustellen und den Tank korrekt mit der Brennstoffzelle zu verbinden.

Raum für Kreativität

NAT-Klassen

HZG-Institutsleiter und Projektleiter Prof. Thomas Klassen schaut nach dem technischen Fortschritt. Foto: Initiative NAT, Thomas Rokos.

Mit kleinen Anlaufschwierigkeiten hatten die HZG-Organisatoren als Teil des Konzepts gerechnet. „Wir wollten, dass die Schüler selbst etwas erfinden und verstehen wie Forschung funktioniert. Deshalb haben wir bewusst auf ein vorgefertigtes Experiment verzichtet“, erläutert HZG Instituts- und Projektleiter Prof. Thomas Klassen. So waren die Schüler, ausgenommen von den Materialien und ein paar technischen Grundsätzen, frei in ihrer Entwicklung. Bei Fragen und Problemen standen ihnen die HZG-Experten zur Seite.

Als Basis für alle Entwicklungen griffen die Jugendlichen auf ein Baukastensystem für Wasserstoff-Modellautos zurück. Damit für ihre Ideen Raum war, entfernten sie das vorhandene Tanksystem. Ähnlich wie die HZG-Wissenschaftler im Alltag waren auch sie mit den geringen Platzverhältnissen im Auto konfrontiert. „Wir wollen Wasserstoff ins Auto bringen. Dafür muss es uns gelingen, kompakte, leichte und sichere Wasserstofftanks zu entwickeln“, skizziert Thomas Klassen das Ziel der HZG-Forschung.

Kompakte und leichte Speicher

Nat Vorbereitung

Die Schüler treffen letzte Vorbereitungen vor dem Rennen.

Die Geesthachter Wissenschaftler wollen diese Hürde mit speziellen Leichtmetallhydriden lösen, zum Beispiel auf Basis von Natrium und Aluminium oder Lithium und Magnesium, und zum Teil mit zusätzlichem Bor oder Stickstoff. Sie können im Vergleich zu klassischen Wasserstoffspeichern bei geringem Gewicht, Volumen und niedrigem Druck besonders viel Wasserstoff speichern und erlauben so ein schlankeres und leichteres Tankdesign. „Forschungsbedarf ist aber weiterhin vorhanden“, so der Institutsleiter.

Im Ganzen dauerte das NAT-Projekt acht Wochen. Am Ende stand ein Rennen, bei dem die Wasserstoff- und Batterie-Teams gegeneinander antraten. Am besten schnitt dabei das Team von Kion Runge (17), Lasse Ebsen (16) und Georgius Psaltou (17) ab. Ihr Auto mit der selbst entwickelten Kupfer-Zink-Batterie schaffte 19 Runden auf einer rund acht Meter langen Strecke. Wasserstoffforscher Thomas Klassen nimmt es sportlich. „Wasserstoff gehört die Zukunft.Vorher müssen wir aber noch ein paar Herausforderungen meistern.“ Im nächsten Jahr wünscht er sich eine Revanche.

Über NAT

Die Initiative Naturwissenschaft & Technik kurz NAT, ist ein Netzwerk aus gut 30 Schulen, den fünf großen Hamburger Hochschulen sowie rund 40 technikorientierten Unternehmen, Stiftungen und Organisationen. Dazu zählt auch das Helmholtz-Zentrum Geesthacht. Ziel ist es, mehr junge Menschen für die Natur- und Ingenieurwissenschaften zu begeistern.

Kontakt


Institutsleiter

Prof. Thomas Klassen

Werkstofftechnologie

Max-Planck-Straße 1
21502 Geesthacht

Tel: +49 (0)4152 87-2562

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