Strøm fra vand - Hvordan man producerer ilt og brint på Månen

Kort beskrivelse:

I dette sæt af tre aktiviteter lærer eleverne om elektrokemi.

I den første aktivitet skal de bygge en voltaisk bunke - et simpelt batteri. Denne opfindelse markerede begyndelsen på elektrokemi.

Derefter studerer eleverne elektrolyse. Ved elektrolyse bruges elektrisk strøm til at opdele vand i dets bestanddele: brint og ilt. Disse produkter kan bruges som drivmidler til rumfartøjer og/eller til at levere ilt til at understøtte en besætning.

I den sidste aktivitet skal eleverne undersøge og bruge en brændselscelle.

Emneord: Naturvidenskab, kemi, fysik

Læringsmål

Forstå, hvordan et batteri fungerer.

Udfør en eksperimentel aktivitet for at bekræfte, at visse kemiske reaktioner kan skabe elektricitet.

Udfør en eksperimentel aktivitet for at bekræfte, at elektricitet kan få visse kemiske reaktioner til at finde sted.

Undersøgelse af vandelektrolyse og dens anvendelser.

Undersøge brændselsceller og deres anvendelsesmuligheder.

Skriv balancerede ligninger for kemiske REDOX-reaktioner.

anvende udstyr på passende vis til at foretage og registrere observationer.

Aldersgruppe:

14 - 16 år gammel

Tid

Forberedelse: 1 time
Lektion: 2 timer

Ressource tilgængelig i:

Engelsk, Dansk, Fransk, Tysk, Italiensk, Polsk og Spansk

Aktivitet 1: Byg dit eget batteri

I denne aktivitet skal eleverne konstruere en voltaisk bunke - et simpelt batteri - af metalplader, viskestykker og eddike. En voltaisk bunke bruger en spontan kemisk reaktion til at skabe elektricitet.

Udstyr

6 zince-tallerkener (pr. gruppe)

6 kobberplader (pr. gruppe)

1 viskestykke (pr. gruppe)

Saks

Eddike

Sandpapir

2 elastiske elastikker

Ledninger med krokodilleklemmer

Multimeter

AA-batterier (valgfrit)

Aktivitet 2: Elektrolyse

I denne aktivitet skal eleverne bygge en elektrolyser: en anordning, der ved hjælp af to elektroder sender en elektrisk strøm ind i en væske. De skal bruge apparatet til elektrolyse af vand og opdage, at det er muligt at opdele vand i dets bestanddele: ilt og brint.

Udstyr

Plastbeholder med låg (med to huller)

2 reagensglas

2 trykknapper i stål

2 bægerglas

Kobbertråd

Batteri (valgfrit: en solcelle)

400cm³ destilleret vand + 12g NaOH (3% opløsning)

Destilleret vand

Handsker

Aktivitet 3: Brændselscelle

I denne aktivitet skal eleverne bruge produkterne fra vandelektrolyse (H₂ og O₂) i en brændselscelle. De skal undersøge, hvordan brændselsceller producerer elektricitet og varme ud fra en kemisk reaktion. Eleverne skal overveje brændselscellers muligheder og begrænsninger i forbindelse med udforskning af Månen.

Udstyr

En brændselscelle

En sprøjte

Deioniseret og destilleret vand

Strømforsyning (batteri, solcelle)

Silikonslanger og hætter

30 ml bægerglas og indvendige beholdere (se bilag 2)

Ledninger med stik

Aktuatorer (motorer, lysdioder, biler osv.)

Vidste du det?

Elektrolyse af vand er den vigtigste metode til at generere ilt om bord på den internationale rumstation (ISS). Vand opsamles fra urin, spildevand og kondensvand og opdeles i ilt og brint i Oxygen Generation System (OGS).

Stationens solcelleanlæg på størrelse med en fodboldbane er energikilden. Et lignende system kunne anvendes på Månen.