Schülerteams des Annette-Gymnasiums erforschen die Mobilität der Zukunft

Gerade erst sind drei Schülerinnen und Schüler des Annette-Gymnasiums erfolgreich vom Bundeswettbewerb Jugend forscht aus Chemnitz zurückgekehrt, da stehen schon die nächsten Projekte in den Startlöchern. „Für die nächste Runde im Wettbewerb stellen wir, wie schon im Vorjahr, die Mobilität der Zukunft in den Fokus – hier ist noch viel zu holen! In drei Projekten erforschen Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen Q1 und Q2 Elektromobilität und Energierückgewinnung“, verraten die Lehrer Daniel Spieker und Michael Deittert, die die Projekte betreuen. Um möglichst praxisnah zu arbeiten, unterstützen das MEET Batterieforschungszentrum der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, die Stadtwerke Münster, das Institut für Anorganische und Analytische Chemie der WWU sowie der Ruderverein Münster von 1882 die jungen Forscherinnen und Forscher.

Erneut darf sich das Annette-Gymnasium auch über die Unterstützung der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung freuen. Sie fördert die Projekte mit einem deutlich fünfstelligen Betrag und ermöglicht den Jungforschern so eine hervorragende technische Ausstattung, um ihre Ziele zu erreichen. Bereits im letzten Jahr hatte die Stiftung großzügig  dazu beigetragen, dass die Ergebnisse des ersten Jahres auch für den Regelunterricht aufbereitet und genutzt werden können.

Im aktuellen Schuljahr arbeiten zwei Schülerinnen mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des MEET an Batterien der nächsten Generation, die die Performance von E-Autos und Elektrobussen weiter verbessern sollen.

Dabei fokussieren die Jungforscherinnen mögliche Anwendungsfelder von Lithium-Metall-basierten Anoden, die vielversprechende Eigenschaften für Anwendungen, unter anderem, in Lithium-Schwefel-Batterien haben. Sie untersuchen den Einsatz von schwefelhaltigen Kathoden auf Polyacrylnitril-Basis, um ungünstige Nebenreaktionen zu unterdrücken. Zudem betrachten die beiden Schülerinnen die Chancen und Hindernisse bei der Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Flüssigelektrolyt in Lithium-Sauerstoff-Batterien.

Drei weitere Schüler analysieren die Auswirkungen von Brems- und Reifenabrieb im Vergleich von Elektro- zu herkömmlichen Kraftomnibussen. Um einen direkten Bezug zwischen Forschung und angewandter Technik herzustellen, arbeiten sie mit den Stadtwerken Münster zusammen.
Da Elektrofahrzeuge beim Bremsen Energie zurückgewinnen, reduziert sich der Bremsabrieb. „Die Fahrerinnen und Fahrer unserer Elektrobusse nutzen die normale Bremse kaum, sondern reduzieren die Geschwindigkeit, indem sie die Batterien aufladen. Das ist ein weiterer Vorteil der E-Mobilität, die mit Ökostrom betankt auch abgasfrei und zudem noch leise ist“, erklärt Eckhard Schläfke, Betriebsleiter der Stadtwerke. Das Schülerteam möchte neben der Reduzierung des Abriebs aber auch nachweisen, dass die Partikelgröße sich verändert und darf dafür in Begleitung des Instituts für Anorganische und Analytische Chemie in den Analytik-Laboren der WWU forschen.

Um die Rückgewinnung von Energie geht es auch im dritten Projekt – allerdings nicht auf der Straße. Die Ruderer des Rudervereins Münster von 1882 nutzen zum Training Ruderergometer. Die Zugenergie der Sportlerinnen und Sportler wird dabei in Wärme umgesetzt und verschwindet ungenutzt.  Das ist insbesondere bei den Athleten des Landesleistungsstützpunktes, die regelmäßig national und auch international erfolgreich sind und ihr Ausdauertraining im Bereich von 200 Watt über lange Zeiten leisten, täglich eine ganze Menge Energie.

Idee des Schülerteams ist es, diese Energie nutzbar zu machen. Zusammen mit einem Auszubildenden aus der Buswerkstatt der Stadtwerke Münster entwickeln sie eine Technik, diese Energie ins Netz einzuspeisen. „Das wäre für uns optimal: Wenn wir im Bootshaus trainieren, wird vor der Tür ein Elektro-Bulli mit unserer eigenen Energie geladen. Rudern für den Klimaschutz – das motiviert!“, freut sich der Stützpunkttrainer Thorsten Kortmann vom Ruderverein bereits auf die Ergebnisse. Um die Ergebnisse auch mit der Praxis zu vergleichen, sammeln die drei Jungforscher in einem Praktikum bei den Stadtwerken auch Eindrücke zur Stromerzeugung und zur technischen Realisierung der Energiespeicherung, indem sie die Daten des E-Busses der Linie 14 analysieren.