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Begabtenförderung: Nonnenwerther Natur(wissenschafts)talente entwickeln nachhaltige Solarzellen

Gepostet am 8. Januar 2021 | Chemie, MINT, Physik, Wettbewerbe

Aus nachhaltig gewonnenen Pflanzenfarbstoffen Solarzellen zu entwickeln, die noch dazu in jeder beliebigen Form hergestellt werden können, das ist das Ziel von acht Nonnenwerther Natur(wissenschafts)talenten aus der Jahrgangsstufe 9. Im Rahmen des neuen Nonnenwerther Differenzierungskonzeptes bereiten sie sich auf eine Teilnahme am Wettbewerb „Jugend forscht“ vor und möchten mit ihrer Entwicklung herkömmlichen Photovoltaikanlagen nachhaltig Konkurrenz machen.

Jérémie (Klasse 9a) stellt das Projekt vor:

Im Differenzierungskurs Physik/Chemie befasse ich mich gemeinsam mit sieben Mitschüler*innen mit nachhaltiger Energiegewinnung. Dazu stellen wir Solarzellen her, welche mit Pflanzenfarbstoffen funktionieren, die wir entweder aus Gras, roten Früchten oder Tee extrahieren. Für die Herstellung dieser sogenannten Grätzelzellen wird Titanoxid, ein weißer Stoff, der auch in Zahnpasta vorkommt, auf ein Stück elektrisch leitfähiges Glas gegeben, getrocknet und anschließend in Farbstofflösung getränkt. Das Ganze wird auf einer weiteren Scheibe leitendem Glas befestigt. Diese wurde zuerst mit Graphit und anschließend mit einer Elektrolytlösung bestrichen. Wenn man dieses Konstrukt jetzt mit Sonnenlicht in Kontakt treten lässt, ist es möglich Strom zu erzeugen. Dieser entsteht dadurch, dass das Sonnenlicht den Farbstoff anregt und dafür sorgt, dass sich Elektronen, winzige negativ geladene Teilchen, durch die einzelnen Schichten bewegen und auf diese Weise einen elektrischen Stromkreis erzeugen.

Für diesen Vorgang sind sowohl chemische Reaktionen als auch physikalische Vorgänge nötig. Da wir nur natürliche Farbstoffe verwenden, zeigt dieses Projekt, wie eng die verschiedenen Naturwissenschaften miteinander verbunden sind.

Für das Jahr 2021 haben wir uns beim Wettbewerb „Jugend forscht“ angemeldet. Obwohl nur drei Mitglieder unserer Gruppe selbst am Wettbewerb teilnehmen werden, wird dennoch das gesamte Team daran arbeiten, unser Projekt zu perfektionieren. Unsere Ziele für „Jugend forscht“ sind es, Gips mit Hilfe der in den vorherigen Experimenten erprobten Methoden so zu präparieren, dass er durch Pflanzenfarbstoffe Strom erzeugt. So ist es möglich, Solarzellen in alle gewünschten Formen zu bringen. Unsere Solarzellen sind somit eine umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichen Photovoltaikanlagen.


Text: Sören Ahlhaus, Jérémie Baum (Klasse 9a)
Fotos: Jeanette Latus