Das Wissenschaftsjahr 2010 – Die Zukunft der Energie dreht sich rund um die Energieforschung; weltweit und vor allem in Deutschland. Wo kommt Energie her, wofür benutzen Menschen sie und wie sieht die Energieversorgung der Zukunft aus? Bei der Entwicklung neuer Konzepte spielt die Chemie eine große Rolle. Oder anders formuliert: Die Energieversorgung der Zukunft wird chemischer, denn ohne Basisinnovationen der Chemie gibt es weder Windkraft noch Photovoltaik, weder Biokraftstoffe noch Batterien. Um junge Menschen für das Thema „Energie“ zu begeistern, unterstützt der Fonds der Chemischen Industrie 400 Schulen bei der Anschaffung eines neuen Experimentierkoffers, der speziell für den naturwissenschaftlichen Anfangsunterricht geeignet ist. Alle Informationen zum Wissenschaftsjahr 2010 finden Sie unter: http://www.zukunft-der-energie.de

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Auch wenn die Experten darüber streiten, wie lange die Reserven an Erdgas, Öl und Kohle noch zur Energieversorgung beitragen können – letztlich werden sie zur Neige gehen. Alternativen sind gefragt. Bei der Umstellung unserer Energieversorgung hilft die Chemie. Wie groß ihr Beitrag ist und an welchen Schrauben dabei gedreht werden kann, ist in dem Positionspapier „Energieversorgung der Zukunft – der Beitrag der Chemie“ zusammengefasst.

Wichtigstes Ergebnis: Auf den ersten Blick erscheint der Beitrag, den jede einzelne Technologie durch Energieeinsparung oder die Erschließung zusätzlicher Ressourcen leisten kann, sehr klein und liegt in der Regel bei höchstens zwei bis drei Prozent des Gesamt-Energieverbrauchs. Nimmt man jedoch alle Optionen zusammen, besteht in Deutschland nur durch weitere Fortschritte in der Chemie und verwandten Fachrichtungen ein zusätzliches Potenzial von etwa 20 Prozent des Primärenergiebedarfs.

Energieversorgung der Zukunft

Der technische Fortschritt hilft auf mehreren Wegen, die Energieversorgung zu sichern: Zum einen ermöglichen neue Verfahren die effizientere Nutzung von Energiequellen, beispielsweise durch neue Solarzellen. Ließe sich der Wirkungsgrad der Solarmodule durch optimierte Herstellungsverfahren und neue Ausgangsmaterialien bis 2030 um fünf Prozent auf 25 Prozent steigern, könnte die Photovoltaik rund 12 Prozent des Stromverbrauchs in Deutschland decken. Ein zweiter Aspekt ist die Einsparung von Energie, etwa durch den Einsatz von Brennstoffzellen, modernen Leuchtmitteln oder neuen Materialien zur Wärmedämmung. Gleichzeitig können neue Rohstoffquellen erschlossen werden, die bisher nicht genutzt werden konnten. Das betrifft beispielsweise die Energiegewinnung aus pflanzlichen Reststoffen. Große Bedeutung messen die Experten außerdem der Optimierung von Technologien zur Energiespeicherung bei – sowohl in Gebäuden als auch bei Batterien für Fahrzeuge. Für die künftige Energieversorgung sind komplexe Materialsysteme notwendig, deren Entwicklung und Herstellung ohne den Innovationsgeist und das Wissen der Chemischen Industrie gar nicht möglich wären; sprich die Energieversorgung wird chemischer. Die Studie finden Sie unter: http://www.energie-und-chemie.de/

Jeden zweiten Samstag im Monat öffnen sich die Türen der Berufsbildenden Schule Technik 1 in Ludwigshafen für eine ganz besondere Klientel: Dann bevölkern etwa 16 Drittklässler mit ihren Müttern oder Vätern den Chemieraum, um dort unter Anleitung älterer Schülerinnen und Schüler zu experimentieren.

Die Experimente führen die Kinder aus und die Eltern dürfen lediglich assistieren. Etwa wenn es um das Anzünden von Emser Pastillen geht, aus denen dann die „Schlange des Pharao“ wächst. Oder wenn Mehlstaub zur Explosion gebracht oder eine Teebeutelrakete gezündet wird. Gefragt sind die Eltern auch, wenn ein kleiner Forscher mal drei Hände braucht. „Halt mal bitte fest“…, – „ Wo ist …?“, klingt es durch den Raum.

Damit der zweieinhalbstündige Experimentiervormittag keine „Eintagsfliege“ bleibt, gibt es für jede Gruppe, neben der Urkunde, auch eine Forschermappe. Darin sind nicht nur die vier Versuche beschrieben, die man gemeinsam bewältigt hat, sondern weitere sechs, die zu Hause durchgeführt werden können. „Ziel ist es, den Kindern Spaß am Experimentieren zu vermitteln und den Eltern das Rüstzeug mitzugeben, daran anzuknüpfen“, erläutert Chemielehrer Claus Weber. „Wir wollen ein nachhaltiges Erlebnis vermitteln.“ Die vielen positiven Reaktionen beweisen Weber und seinem Team, dass ihr Konzept bestens ankommt. „Noch selten konnte ich mit meiner Tochter so konstruktiv gemeinsam an einem Ziel arbeiten. Wir sind richtig zu einem Team zusammengewachsen“, schrieb beispielsweise ein Vater.

Claus Weber hat dieses Projekt 2003 ins Leben gerufen. Seitdem haben mehr als 2000 Schüler – und genauso viele Eltern – dieses Angebot genutzt. Das Interesse ist groß, bei 700 bis 900 Anmeldungen im Jahr können nur 300 Kinder berücksichtigt werden. Betreut werden die Kinder von Schülern des Leistungskurses Chemie. Auch ihr Interesse ist groß, weil sie die eigene Begeisterung für das Fach weitergeben wollen. „Die Betreuer werden nach strengen Kriterien ausgesucht“, erklärt Weber. Gute Leistungen im Fach Chemie gehören ebenso dazu, wie Übung im Umgang mit Kindern, etwa in Jugendgruppen.

Kontakt: Claus Weber

BBS Technik 1

Franz-Zang-Straße 3 - 7

67059 Ludwigshafen

Ein Koffer voller Energie

Im Jahr der Energie 2010 unterstützt der Fonds der Chemischen Industrie Schulen bei der Anschaffung eines neuen Experimentierkoffers. Material und Anleitungen für siebzehn spannende Grundexperimente zum Thema Energie für den naturwissenschaftlichen Anfangsunterricht hat der Deutsche Verein zur Förderung des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts e. V. (MNU) in Zusammenarbeit mit Mekruphy in einem Koffer zusammengefasst. Anschaulich und praktisch lassen sich damit die Aspekte Energieträger, Energieumwandlung und Energietransport beleuchten. Der Koffer kostet 496 Euro und kann bestellt werden unter: www.mekruphy.com. Für etwa 400 Koffer übernimmt der Fonds die Hälfte des Preises. Voraussetzung ist, dass eine Lehrkraft der anschaffenden Schule an einer Fortbildung zum Einsatz des Koffers im Unterricht teilgenommen hat. Die Fortbildungen werden von den GDCh-Fortbildungszentren sowie auf den MNU-Landesverbandstagungen durchgeführt. Nähere Informationen zu Fortbildungsworkshops in Ihrer Nähe und dem Erwerb des Berechtigungsscheines erhalten Sie ab dem Spätsommer 2010 unter: http://www.mnu.de/ oder http://gdch.chemielehrerfortbildung.de/

Fonds der Chemischen Industrie unterstützt Entwicklung und Erprobung von neuen Konzepten

Atombau und Periodensystem – fachübergreifend und interaktiv

An den Themen „Atombau“ und „Periodensystem“ kommt kein Schüler der 9. Klasse vorbei. Vom Dalton-Modell über das Kern-Hülle-Modell zum Bohr‘schen Atommodell müssen sie sich plagen, häufig ohne wirklich Zusammenhänge, vor allem aber praktische Bezüge erkennen zu können. „Dieser klassische Chemieunterricht ist eher unbeliebt, besonders bei Mädchen“, weiß Prof. Dr. Verena Pietzner von der Universität Hildesheim und entwickelte deshalb, in Zusammenarbeit mit vier Chemielehrkräften des Braunschweiger Ricarda-Huch-Gymnasiums, eine fachübergreifende Lerneinheit (Chemie/Physik/Medizin) zur Einführung des Atombaus.

Natürlich müssen auch hier zunächst die Grundlagen, wie zum Beispiel der Aufbau des Periodensystems und Ordnungs- und Massezahl, verstanden werden. Das Kern-Hülle Modell wird mithilfe von Elektrostatik-Versuchen, der Rutherford‘sche Streuversuch mittels einer Computeranimation eingeführt. Aber dann wird es praktisch: In Gruppen bearbeiten die Schüler Anwendungsbeispiele aus der Medizin und der Physik. Wie laufen Röntgen- und Schilddrüsenuntersuchungen ab und wie funktioniert die moderne Krebstherapie mithilfe schneller Elektronen (Strahlentherapie)? Wie verlässlich ist die C14-Methode zur Altersbestimmung organischer Proben und wie ist es zu erklären, dass natürliche Radioaktivität in der sogenannten Nebelkammer sichtbar gemacht werden kann? Ihre Ergebnisse stellen die einzelnen Gruppen auf Postern dar, um sie schließlich der gesamten Klasse im Rahmen einer Postersession vorzustellen.

Dass durch den fachübergreifenden Ansatz die Relevanz des Themas viel deutlicher wird als im reinen Fachunterricht, konnte Professor Pietzner durch eine vergleichende Befragung belegen. Insbesondere die Schülerinnen sind motivierter und das Lernen macht mehr Spaß, wenn ein konkreter Bezug zum Alltag hergestellt werden kann. Die Lerneinheit hat sich also bewährt und gehört inzwischen zum festen Programm am Ricarda-Huch-Gymnasium.

Kontakt:

Prof. Dr. Verena Pietzner

Zum Jahr der Energie und zum Internationalen Jahr der Chemie: Tüfteln, filmen und gewinnen

Die Aufgabe klingt einfach: Ein rohes Hühnerei soll mit einem selbstgebauten Transportmittel 20 Meter weit befördert werden. Die Energie dafür muss auf chemischem Wege vor Ort erzeugt werden, entweder während des Transports oder innerhalb eines Zeitraums von 3 Minuten vor dem Start. Ob das Gefährt rollt, krabbelt oder schwebt, bleibt den Erfindern überlassen – ebenso die Details von Energieerzeugung und Antrieb; es dürfen allerdings keine Batterien oder Brennstoffzellen, die kommerziell erhältlich sind, verwendet werden. Teilnahmeberechtigt sind Schüler–Teams mit 3 bis 5 Mitgliedern bis einschließlich Klassenstufe 11. Dem Siegerteam winken ein Pokal und 500 Euro.

·Anmeldung ab dem 30. April 2010 unter www.energie-und-chemie.de/Wettbewerb

·Einreichung des Konzepts bis spätestens 1. September 2010. Die Konzepte werden von der Jury auf Übereinstimmung mit den Wettbewerbsrichtlinien geprüft. Innerhalb von 14 Tagen erhalten die Teams die Rückmeldung, ob sie zur Teilnahme zugelassen sind.

·Dann geht‘s ans Tüfteln: Bis zum 1. November 2010 brauchen wir einen Film von dem Transportmittel in Aktion.

·Die besten Teams treten in der Endrunde am 9. Februar 2011 in Berlin an.

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