Technikwerkstatt für Kinder

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Antriebe der Zukunft (Elektromotor, Brennstoffzelle, Stirlingmotor) Für Kinder von 11 bis 14 Jahren (Klasse 5 bis 8)
Referent: Ewald Müller und Hans-Josef Janetzko
Datum: Freitag, 22. März 2019
Ort: Technikwerkstatt für Kinder
 
 

Der Kurs begann Freitagnachmittag mit der Demonstration dessen, was gebaut und erklärt werden soll:

a) Elektromotor
b) Solarantriebe
c) Brennstoffzelle

Der schnell laufende kleine Elektromotor faszinierte als erstes, solch ein kleines Motörchen wollten sie alle bauen. Zunächst aber wurde mit Fischer-Technik die Solar-Wasserstofftechnik demonstriert:

K1024 Fischertechnik1 tbDrei Solarmodule wurden mit einem kleinen Motor zusammen geschaltet und sobald man die Solarzellen ins Sonnenlicht stellte, begann sich der Ventilator zu drehen. Das war nichts Überraschendes, wenn man aber die Kabel an die reversible Brennstoffzelle anschloss, begann eine Elektrolyse und Wasserstoff/Sauerstoff wurden erzeugt. Diese Gase wurden in Speicherzylindern gesammelt. Was überraschend für manche Kinder war: Es wurde doppelt so viel Wasserstoff wie Sauerstoff erzeugt. Julian wusste auch warum: „Es heißt doch H20. Wasser besteht aus 2 H- und einem O-Atom!“. Schon nach 15 Minuten war bei voller Sonneneinstrahlung der Speicher gefüllt und die Kabel konnten von den Solarmodulen entfernt und an den Motor angeschlossen werden. Dieser begann sofort zu laufen, denn jetzt versorgte die Brennstoffzelle den Ventilator mit elektrischer Energie. Die Betreuer lieferten die Erklärung: Die beiden Gase reagieren in der Brennstoffzelle miteinander und an den Buchsen entsteht eine Spannung von fast 1 Volt bei 0,5 A. Die genauen chemischen und physikalischen Hintergründe (Elektrolytmembran, Platinbeschichtung der Elektroden) konnte für die ca. 10-jährigen nur angedeutet werden, das muss der Schulunterricht in einigen Jahren liefern. Nach kurzer Zeit sank der Gasvorrat in den Speichern; es wurde Wasserstoff „verbraucht“. Jetzt sollte man „nachtanken“, entweder an einer Wasserstofftankstelle oder man schließt noch einmal die Solarmodule wie zu Beginn an.

fuel cell race car tbWie das in Zukunft aussehen kann, demonstrierte der H-Racer, ein Spielzeugauto mit Solarzellen, Wasserstofftankstelle und Fernbedienung.

Nach so viel Theorie und Erklärungen begann der praktische Teile mit dem Bau des Elektromotors. Zunächst musste angezeichnet, gemessen und gebohrt und Gewinde geschnitten werden. Später mussten Spulen gewickelt und alles zusammengebaut werden. Als nach mehr als drei Stunden jeder seinen Prototypen montiert hatte, mussten die Betreuer bei manchen noch justierend eingreifen, bis die kleine Maschine wie ein Uhrwerk schnurrend lief.

Hinweise zu den Bausätzen im Kurs „Antriebe der Zukunft“

Wenn ihr zu Hause das eine oder andere Modell noch einmal selbst bauen wollt, findet ihr hier die entsprechenden Bestellnummern:

1. Elektromotor OPITEC 107388
2. Fischer Technik Profi Solar Power Nr. 533875
3. Fischer Technik Profi Oeco Energy Nr.520400
4. Fischer Technik Profi Fuel Cell Kit Nr.520401
5. Brennstoffzellen-Auto Horizon H-Racer 2.0 FCJJ-23

 

 Film: Ewald Müller, 2 min.

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