Chemie

Nachhaltige Energie- und Materialkreisläufe in der Chemie

Die Institute für für Anorganische und Analytische Chemie und Organische Chemie bieten in Zusammenarbeit mit der Europa-Universität Flensburg die Lehrerfortbildung Nachhaltige Energie- und Materialkreisläufe in der Chemie an. Sie soll im Herbst 2019 im Institut für Organische Chemie stattfinden stattfinden.

Inhalt

Die Nutzung regenerativer Energien kann auf Generationen hinaus dazu beitragen nachhaltig den Wohlstand in der Gesellschaft zu sichern. Genauso wichtig ist der nachhaltige Umgang mit anderen Ressourcen, Elementen und Materialien, die in Technologieanlagen verwendet werden. Dieses sind z.B. Lithium in Batterien und Seltene Erden in Elektromotoren, Metalle wie Kupfer. Diese werden zum Teil unter menschen- und umweltverachtenden Bedingungen gefördert oder kommen aus solitärer Quelle (Kobalt aus der Republik Kongo). Materialien von wirtschaftlicher Bedeutung sollten nach Möglichkeit innerhalb einer Material-Kreislaufwirtschaft wiedergewonnen werden.


Eine umfassende Nutzung von Strom aus Wind- und Solaranlagen ist in hohem Maße von den Witterungsverhältnissen abhängig und stellt in Zukunft besondere Anforderungen an die Speichertechnik, da elektrische Energie als solche nicht direkt gespeichert werden kann und in andere speicherbare Energieformen umgewandelt werden muss. Im Mittelpunkt der Fortbildung stehen moderne und neuartige Methoden zur Energiespeicherung in Batterien und Akkumulatoren. Ein Lithium-Ionen-Energiespeicher mit einer Kapazität von 5 MWh wurde kürzlich im Kohlekraftwerk Heilbronn installiert. In der aktuellen Diskussion um die Energiespeicherung werden neben den Lithium-Ionen-Batterien sogenannte Redox-Flow-Batterien diskutiert. Die Flow-Batterien unterschieden sich im Aufbau und der Leistungsfähigkeit deutlich von traditionellen Batterien, denn in diesen Flow-Zellen ist für jede Halbzelle ein Kreislauf installiert, in dem ein Elektrolyt mit einem geeigneten Redox-Paar zirkuliert.

 

In Kurzvorträgen und einem Praktikum wird die technischen und chemischen Grundlagen der Lithium-Ionen-Akkumulatoren und Lithium-Metall-Batterien, der Wasserstoff/Sauerstoff-Brennstoffzellen und der Redox-Flow-Batterien kennengelernt. Eine Redox-Flow-Batterie auf der Basis von Vanadiumsalzen wird vorgeführt. Das Praktikum umfasst ebenfalls Versuche zum Kupfer-Recycling. Im Praktikum werden praxistaugliche Schulversuche, die es den Schülerinnen und Schülern ermöglichen, die chemischen Grundlagen dieser Batterien zu verstehen, erprobt. Die Versuche werden in 6 Stationen aufgebaut und in Gruppen durchgeführt.

Die Veranstaltung liefert somit hochaktuelle, experimentelle fachdidaktische Bausteine und Informationen zum Gelingen der Energiewende. Es wird umfangreiches schriftliches Material (samt kostenloser Broschüre) zur Verfügung gestellt.

Organisation und weitere Informationen

MSc Alena Storm
Technische Universität Clausthal
Institut für Organische Chemie
Leibnizstr. 6
D - 38678 Clausthal-Zellerfeld
Tel.: +49 (0) 5323 72 3884
Fax.: +49 (0) 5323 72 28 34
E-mail: atst12@tu-clausthal.de

 

Axel Franke
E-mail: axel_franke@web.de

 

 

 

 

 

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