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Neues Experiment im Schülerlabor NatLab: Brennstoffzelle

Das NatLab hat ein neues Experiment zur Brennstoffzelle für die Sekundarstufe II gestaltet.

30.10.2019

 	 Schüler*innen vor dem Experimentaufbau "Brennstoffzelle"

Schüler*innen vor dem Experimentaufbau "Brennstoffzelle"
Bildquelle: Dr. Katharina Kuse, 2019

Experiment Brennstoffzelle bei der Langen Nacht der Wissenschaften 2019 an der FU Berlin

Experiment Brennstoffzelle bei der Langen Nacht der Wissenschaften 2019 an der FU Berlin
Bildquelle: Dr. Katharina Kuse, 2019

Experiment Brennstoffzelle bei der Langen Nacht der Wissenschaften 2019 an der FU Berlin

Experiment Brennstoffzelle bei der Langen Nacht der Wissenschaften 2019 an der FU Berlin
Bildquelle: Dr. Katharina Kuse, 2019

In der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts hat die Menschheit erkannt, dass fossile Brennstoffe wie Kohle und Öl zur Neige gehen werden. Die Entwicklung alternativer Energiequellen wird seitdem stetig vorangetrieben. Ein vielversprechender Ansatz ist die Brennstoffzelle: ein galvanisches Element, bei dem aus der Reaktion von elementarem Wasserstoff mit Sauerstoff elektrische Energie gewonnen wird. Die ablaufende chemische Reaktion lautet:

H2 + 1/2 O2 → H2O + elektrische Energie

Im Schülerlabor NatLab wurde das neue chemische Experiment „Brennstoffzelle“ für Schülerinnen und Schüler der gymnasialen Oberstufe entwickelt. Innerhalb von drei Stunden nehmen die Schüler Kennlinien der Brennstoffzelle auf und schalten Zellen parallel und in Reihe. Dem Herz der Zelle, einer semipermeablen Membran, die aus perfluorierter Sulfonsäure besteht, wird besondere Beachtung geschenkt. Dieses Ionomer lässt ausschließlich Protonen passieren und ermöglicht dadurch die „kalte Verbrennung“ von Wasserstoffgas. Weitere kommerzielle Fluorpolymere finden vielfach Anwendung in chemisch-industriellen Prozessen. Speziell fluorierte Ionomere, wie z.B. Nafion®, werden auch zu den Hochleistungskunststoffen gezählt.