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Brennstoffzellen - ein Thema der Chemiedidaktik

Im Zuge der angestrebten Energiewende wird Brennstoffzellen als nachhaltigen Energiewandlern eine zunehmend größere Bedeutung zugesprochen. Neben der klassischen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle existiert bereits eine Vielzahl weiterer Brennstoffzelltypen, die bislang kaum Einzug in schulischen Chemieunterricht gefunden hat. Im Falle der Biologischen Brennstoffzellen ist - nicht zuletzt durch ihr breites Anwendungsspektrum von Meerwasserentsalzung und Abwasserreinigung bei gleichzeitiger Stromgewinnung über den Einsatz in portablen und inkorporierten Anwendungen - ein didaktisches Erarbeiten im Sinne curricularer Innovationsforschung naheliegend.

 


Rebecca Grandrath entwickelte daher mehrere Experiment-basierte und durch digitale Lerntools unterstützte Lernarrangements zum Thema (Biologische) Brennstoffzellen. Diese richten sich zumeist an Lernende der Kursstufe und werden oft in Kooperation mit der JuniorUni erprobt. Ausgehend von einfachen lowcost Wasserstoff-Sauerstoff-Modell- Brennstoffzellen, wie in der oberen Abbildung dargestellt, werden Schritt für Schritt Biologische Brennstoffzellen experimentell erarbeitet. So fertigen die Lernenden beispielsweise kompakte, enzymatische Brennstoffzellen mit Lactase an und betreiben diese (unteres Bild). 

 

 


Anschließend wird anhand von Fragebögen untersucht, ob didaktisch prägnante Experimente entwickelt worden sind, welche Arten Lerntools von Lernenden gewünscht sind und ob über das Lernarrangement Interessiertheit bei den Teilnehmenden generiert werden kann. 

An dieser Stelle finden Sie verschiedenste Materialien, die im Rahmen von Rebecca Grandraths Forschungsprojekten entstehen.

Diese werden entsprechend der Rückmeldungen nach Workshops und Fortbildungen überarbeitet und hier stets in der aktuellen Fassung bereitgestellt.


 

BRENNSTOFFZELLEN

 

E-Books

Exkurs zu mikrobiellen Brennstoffzellen für die Sekundarstufe I (Stand 30.05.2020)

Exkurs zu mikrobiellen Brennstoffzellen für die Sekundarstufe II (Stand 30.05.2020)

Lehrkräfte-Fortbildung zu lowcost Brennstoffzellversuchen (Stand 11.03.2021)

 

 

 

 

Videos:

Einführung in das Thema "Mikrobielle Brennstoffzellen" (Stand 26.05.2020)

Mikrobielle Brennstoffzellen in der Forschung (Stand 26.05.2020)

Aufbau verschiedener Hefe-Brennstoffzellen (Stand 29.11.2019)

Werdegänge von Forschenden (Stand 02.03.2020)

 

 

 

 

 

Skripte und Versuchsanweisungen:

Sammlung an Versuchsvorschriften zu verschiedenen Brennstoffzelltypen (Stand: 02.10.2019)

 

Sammlung an ergänzenden Fotodokumentationen zu verschiedenen Brennstoffzelltypen (Stand: 25.11.2019)

 

Skript zur Lehrkräftefortbildung "Von alkalischen über alkoholische zu biologischen Brennstoffzellen: Lowcost Experimente für den Einsatz im Chemieunterricht" (Stand 13.01.2019)