Auf allen Kanälen:


Neues aus unserer


Forschung!


© Dagmar Heene / WWF
Von Zucker in Akkus und übermotivierten Autoklaven


von Buchenblatt
16.08.2015
1
7
100 P

Wie einigen von euch, die den 2°Campus verfolgt haben, vielleicht aufgefallen ist, haben wir die Community bis jetzt nur über die Forschungsarbeit der Ernährungs-, Energie- und Gebäudegruppe informiert. Doch woran hat die Mobilitätsgruppe eigentlich geforscht und welche Experimente hat sie dazu in Münster durchgeführt?

Ich bin eine der diesjährigen TeilnehmerInnen der Mobilitätsgruppe und werde euch in diesem Artikel (etwas verspätet) einen Einblick in unsere Forschung in Münster geben.

Nachdem wir (Leonie, Lilith, Fabian, Lena, Johanna und Thuy Anh, unsere Juniormentorin) am Dienstag (21.7.15) motiviert im MEET (Batterieforschungszentrum) in Münster angekommen waren, erklärte uns unser wissenschaftlicher Mentor Kolja zunächst noch einmal den Hintergrund unserer Forschung und unsere Vorgehensweise.

Außerdem besprachen wir, warum wir unsere Forschungsfrage etwas verändern würden, aber auch was für Vorteile die neue Forschungsfrage haben würde.
Unsere ursprüngliche Forschungsfrage lautete nämlich: „Kann man die Umweltfreundlichkeit von Akkus für Elektroautos verbessern, wenn man als Ausgangsmaterial für die Anode Verpackungsmaterial, wie zum Beispiel Plastiktüten, verwendet?“
Das Problem bei dieser Forschungsfrage war, dass man die Plastiktüten bei 700°C erhitzen müsste, um Carbon Spheres zu erhalten, die wir als Material für unsere Anode (anstatt von Graphit bei konventionellen Akkus) verwenden wollten. Diese hohe Temperatur kann jedoch durch den Autoklav, den wir in Münster benutzen durften, nicht erreicht werden.


Also mussten wir uns ein neues Ausgangsmaterial überlegen. Kolja hatte die Idee, dass wir Zuckerrübensirup verwenden, da auch dieser einen hohen Kohlenstoffanteil besitzt. Zudem entstehen jährlich etwa 5 Megatonnen Zuckerrübenabfälle in Deutschland.

Mit unserer neuen Forschungsfrage („Optimiert sich die Umweltfreundlichkeit von Akkumulatoren der Elektroautos, wenn die Anode aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen wird?“) würden wir also nicht nur weniger Energie verbrauchen, da wir nur eine Temperatur von 198°C anstatt von 700°C benötigen würden, sondern auch auf nachwachsende Rohstoffe anstatt auf fossile Rohstoffe (bei den Plastiktüten) setzen.

Nachdem das geklärt war, konnten wir am nächsten Tag mit unserer eigentlichen Forschungsarbeit beginnen:


Um unsere eigenen Akkus herzustellen, mussten wir den Zuckerrübensirup im Autoklav bei hohem Druck erhitzen, das Produkt filtrieren, waschen und trocknen und im Hochtemperaturofen nochmals erhitzen. Die daraus entstehenden Carbon Spheres (sphärische Kohlenstoffpartikel, die wenige nm bis mehrere µm groß sind) konnten wir im Rasterelektronenmikroskop anschauen.


Außerdem haben wir unsere Carbon Spheres mit einem Bindemittel und Leitruß vermischt und auf eine Kupferfolie aufgetragen. Nachdem wir diese getrocknet hatten und daraus unsere Anoden ausgestanzt hatten, konnten wir endlich unsere eigenen Zellen in der Glove-Box bauen, um sie später zu analysieren (zum Beispiel durch Zyklisierung).

Dieser Zellbau in der Glove-Box war für mich ein besonders spannendes Erlebnis, weil man dort unter Überdruck in einer Argon-Atmosphäre arbeitet. Auf dem Bild seht ihr Leonie und Thuy Anh, wie sie gerade ihre Zellen zusammenbauen.

Die vielen Arbeitsschritte, die wir durchführen mussten, erscheinen vielleicht auf den ersten Blick etwas verwirrend. Im Labor konnten wir allerdings jederzeit Kolja oder einen Kollegen fragen, wenn wir etwas nicht verstanden hatten und bekamen auch immer ausführliche und verständliche Antworten.

Um uns von der interessanten, aber auch anstrengenden Laborarbeit, bei der man hauptsächlich steht, zu erholen, durften wir zwischendurch im Pausenraum kickern und der Manager des MEET fuhr eine kleine Runde mit uns in seinem Elektroauto. So konnten wir die Unterschiede zu einem „normalen“ Auto, wie zum Beispiel das leise Fahren und das schnelle Beschleunigen, kennenlernen und unsere Fragen loswerden.

Leider lief bei den Experimenten nicht alles so, wie wir uns das vorgestellt hatten. So erhitzte beispielsweise unser Autoklav den Zuckerrübensirup zwei Mal, anstatt sich nach dem ersten Mal abzuschalten und der Hochtemperaturofen schaltete sich frühzeitig ab. Trotzdem haben wir sowohl mit dem Rasterelektronenmikroskop als auch bei der Analyse unserer selbstgebauten Zellen gute Ergebnisse erzielt, die ihr nach der Abschlusspräsentation im dritten Block (27. Oktober) auch hier nachlesen könnt.

Für uns war die Forschungszeit auf jeden Fall eine tolle Zeit, in der wir nicht nur das wissenschaftliche Arbeiten im Labor und die einzelnen Funktionsweisen der Bestandteile eines Akkus kennengelernt haben, sondern auch als Gruppe zusammengewachsen sind und sehr viel Spaß hatten.

Danke an das MEET, Dr. Gerhard Hörpel, Andreas Heckmann, Kolja Beltrop und unsere Teamerin Antonia Koch für die tolle Betreuung und die Möglichkeiten, die Ihr uns gegeben habt.

An den Abenden unternahmen wir mit der Energiegruppe zusammen eine Fahrradtour, waren im Freilichtkino, besuchten eine Biobrauerei und grillten.


Bilder Glove-Box, Selfie E-Auto: eigene Bilder
sonstige Bilder: Arnold Morascher/WWF

Weiterempfehlen

Kommentare (1)
Um einen Kommentar zu schreiben einfach registrieren oder einloggen.
17.08.2015
Ivonne hat geschrieben:
Ich find eure Idee, Abfälle aus Zuckerrüben zu nutzen, wirklich super! Hat Spaß gemacht, Euren Enthusiasmus mitzuerleben. :-)
Login
E-Mail


Passwort


Kostenlos registrieren
Mitglied werden
Könnte dir auch gefallen
Wie die Energiewende gelingen kann - solarthermische Kraftwerke
Wie die Energiewende geling...
Etwa 40% der Treibhausgasemissionen in Deutschland entstehen im Sektor Energie. Um den Klimawa... weiter lesen
Tipp der Woche! - Die Einzigartigkeit der Erde und ihres Klimas: Buchtipp (Prof. Latif)
Tipp der Woche! - Die Einzi...
Wer hätte gedacht, dass es nicht nur intelligentes Leben auf unseren Nachbarplaneten Venus ... weiter lesen
Umweltfreundlich Putzen – Wie geht das?
Umweltfreundlich Putzen –...
Jährlich gelangen in Deutschland allein in den Privathaushalten über 630.000 Tonnen Wa... weiter lesen
Windenergieanlagen werden leiser
Windenergieanlagen werden l...
Die Nuklearkatastrophe in Fukushima im März 2011, bei welcher große Mengen an radioak... weiter lesen
Sie treten dem Klimawandel cool entgegen
Sie treten dem Klimawandel ...
Wo auch immer ihr gerade eure Zeit verbringt, in der Schule, in der Uni oder schon im Büro,... weiter lesen
Deine Ansprechpartner
Marcel
Marcel Gluschak
WWF Jugend Community Manager
zum Profil
Luise
Luise Neßler
WWF Jugend Community Moderatorin
zum Profil
MarcelB
Marcel Brüssow
WWF Jugend Redaktion
zum Profil
Ronja96
Ronja Post
WWF Jugend Aktionsteamer
zum Profil
HannahFee
Hannah Fesseler
hilft dir bei technischen Fragen
zum Profil
AndreaRentschler
Andrea Rentschler
hilft dir bei Fragen zur WWF Jugend Mitgliedschaft
zum Profil
NicoleB
Nicole Barth
hilft dir bei Fragen rund um die WWF Jugend Camps
zum Profil