Wasserstoffenergie Wunschlösung? – Gewinnung und Nutzung von Wasserstoff

Klasse 9-11

Wasserstoff steht im Wasser unbegrenzt zur Verfügung, es entstehen keine schädlichen Verbrennungsprodukte und ist ein guter Energiespeicher. Ist Wasserstoff der Energieträger der Zukunft?

Ihre Schülerinnen und Schüler beobachten in dieser Veranstaltung an einem einfachen, selbstgebauten Modell, welche Reaktionsprodukte bei der Elektrolyse von Wasser entstehen und dass bei deren Umkehrung Strom erzeugt werden kann.

Bei weitgehend selbstständiger experimenteller Arbeit lernen sie den Aufbau und die Funktionsweise einer Brennstoffzelle kennen und veranschaulichen in der Auswertung die Elektronenübergänge in dieser Redox-Reaktion. Ein weiterer Versuch veranschaulicht, was Platin als Katalysator leistet. In einem Ausblick erarbeiten sie, welche Chancen in der Wasserstofftechnologie stecken und welche Probleme gelöst werden müssen.

Lernort:
MINTarium

Dauer:
4,5 Stunden

Zeitraum:
ganzjährig

Zielgruppe:
Klasse 9-11

TN-Zahl:
max. 25

Kosten:
Die Angebote des MINTariums
sind kostenfrei

Kontakt/Buchung: Tel: 040 – 42 88 42-120

E-Mail: mintarium@li.hamburg.de

Inhalte

Redox-Reaktionen,
Knallgasprobe,
Sauerstoff (Glimmspanprobe),
Aufstellen von Reaktionsgleichungen,
Oxidation und Reduktion als Elektronenübertragung,
Donator-/Akzeptor-Konzept, Elektrolyse

Benötigte Vorkenntnisse

Ihre Schülerinnen und Schüler kennen den Aufbau des Wassermoleküls, das Grundprinzip der Elektrolyse, wissen, dass elektrischer Strom dann fließt, wenn Ladungen transportiert werden und können die Begriffe Oxidation und Reduktion anwenden.

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler beobachten und beschreiben Stoffeigenschaften. Sie beschreiben Stoff- und Energieumwandlungen mit Hilfe der Veränderung von Teilchen und des Umbaus chemischer Bindungen. Sie beschreiben einfache Redoxreaktionen auf Teilchenebene als Elektronenübergang und kennzeichnen diese als Donator-Akzeptor-Reaktionen.

Leitperspektiven

Wertebildung / Werteorientierung

Risikobewertung von Technologie

Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE)

SDG 9 Industrie, Innovation und Infrastruktur
SDG 12 Nachhaltige/r Konsum
SDG 13 Maßnahmen zum Klimaschutz

Die Schülerinnen und Schüler verstehen, dass Brennstoffzellen nur Wasser als Reaktionsprodukt entstehen lassen. Aber leider steht „grüner“ Wasserstoff noch nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung. Die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass Brennstoffzellen sinnvoll eingesetzt werden können, aber immer noch recht hohe Produktionskosten haben. Würden wir deutlich mehr Brennstoffzellentechnologie nutzen, würde weniger Kohlenstoffdioxid ausgestoßen werden, so dass auch der Klimawandel weniger stark vorangetrieben würde.