Mit erneuerbaren Energien und Wasserstoff zu mehr Nachhaltigkeit

“Erneuerbare Energien und Wasserstoff” war das Thema, unter dem das 34. Erfinderlabor vom 09.07.2023 bis 14.07.2023 in Marburg stand. Daran teilnehmen durften 16 OberstufenschülerInnen aus 32 verschiedenen Schulen, die aus 235 SchülerInnen aus 84 hessischen Schulen mit sehr guten schulischen Leistungen. Auch ich durfte daran teilnehmen.

Als erstes waren wir zu Besuch bei der Firma Elkamet. Dort haben wir eine Werksführung bekommen und viel über die beruflichen Perspektiven innerhalb des Betriebs nach einer Ausbildung oder einem Studium erfahren. Dort wurden ebenso Vorträge über Strategien von mehr Nachhaltigkeit der Produkte und der Produktion gehalten.

Am Dienstag, Mittwoch und Donnerstag ging es dann in 4er Gruppen zum Forschen an die Universität Marburg. Auch wenn das Erfinderlabor hauptsächlich vom ZFC (Zentrum für Chemie) organisiert und getragen wird, waren die Forschungsthemen der jeweiligen Gruppen nicht alleine Chemie, sondern so gut wie alle MINT-Fächer umfasst. Diese Forschungsthemen gab es dieses Jahr “Neuartige 2D-Materialien zur Energiewandlung”, “Wasserstoffspeicherung in Metallhydriden”, “Farbstoffsolarzellen” und schließlich das Thema von meiner Gruppe “Einblicke in die Funktionsweise von Batterien und Nanowelt von modernen Energiespeichern”.

Meine Gruppe wurde von zwei angehenden Doktoranden im Fachbereich Physik betreut. Gemeinsam haben wir mit verschiedenen Hochleistungsmikroskopen vor allem Kathodenmaterialien (eine Kathode ist ein Bauteil von einer Batterie) untersucht. Das Problem bei herkömmlichen Kathoden ist, dass dafür Kobalt gebraucht wird, was unter miserablen Bedingungen abgebaut wird. Deswegen forscht man an alternativen Materialien. Auch arbeitet man an der Entwicklung von Feststoffbatterien, also an Batterien, bei denen der Elektrolyt nicht mehr wie bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien flüssig, sondern fest und mit dem Kathodenmaterial direkt zu einem Komposit zusammengefügt wird. Vorteile von einer Feststoffbatterie wären beispielsweise mehr Effizienz, höhere Sicherheit und eine geringere Temperaturempfindlichkeit.

Allein schon die Herstellung der Probe war ein riesiger Aufwand. In der Glovebox (rechts im Bild zu sehen) haben wir eine hauchzarte Schicht auf unser Shuttle aufgetragen. Dieses Shuttle kam dann in unser Transmissionselektronenmikroskop. In dem Mikroskop haben wir einen Partikel auf etwa 100 nm zurechtgeschnitten. In einem weiteren Mikroskop hätten wir danach eigentlich unsere fertige Probe bis auf atomare Ebene mikroskopieren können, doch es wurde leider genau an dem Tag die Kamera des Mikroskops gewechselt. Im Labor läuft es eben genauso wie im echten Leben auch: nicht alles funktioniert so, wie man es möchte.

Am letzten Tag des Erfinderlabors hat jede Gruppe mit einer 10-minütigen Präsentation einen Einblick ihrer Arbeit unter einer live auf Youtube übertragenen Abschlussveranstaltung gegeben.

Mir persönlich hat das Erfinderlabor sehr gut gefallen. Man war unter Gleichgesinnten, die sich alle für Naturwissenschaften interessieren. Durch die verschiedenen LK-Kombinationen, hatte jeder unterschiedliche Stärken und konnte dadurch gut im Team zusammenarbeiten. Auch die Möglichkeit, mit unseren Betreuern über ihre Erfahrungen im Studium einer Naturwissenschaft zu sprechen und auszutauschen, hat mir sehr bei meiner eigenen Wahl geholfen.

Wenn ihr also in der Q-Phase, interessiert an den MINT-Fächern und gute SchülerInnen seid, dann bewerbt euch doch für eins der nächsten Erfinderlabore 😉 ,denn es ist eine einzigartige Möglichkeit, einen Einblick in Studium und Berufswelt der Naturwissenschaften zu erlangen.

Marie Fischer, 05.09.2023