Mond_Lager

Energie aus Wasser - Wie man auf dem Mond Sauerstoff und Wasserstoff produziert

Kurzbeschreibung:

In dieser Reihe von drei Aktivitäten lernen die SchülerInnen etwas über Elektrochemie.

In der ersten Aktivität werden sie einen Voltastapel bauen - eine einfache Batterie. Diese Erfindung war der Beginn der Elektrochemie.

Anschließend werden die Schüler die Elektrolyse untersuchen. Bei der Elektrolyse wird elektrischer Strom verwendet, um Wasser in seine Bestandteile aufzuspalten: Wasserstoff und Sauerstoff. Diese Produkte können als Treibstoff für Raumfahrzeuge und/oder zur Versorgung der Besatzung mit Sauerstoff verwendet werden.

In der letzten Aktivität untersuchen und benutzen die Schüler eine Brennstoffzelle.
Thema: Wissenschaft, Chemie, Physik
Lernziele

  • Verstehen Sie, wie eine Batterie funktioniert.
  • Führen Sie eine experimentelle Aktivität durch, um zu bestätigen, dass bestimmte chemische Reaktionen Elektrizität erzeugen können.
  • Führen Sie eine experimentelle Aktivität durch, um zu bestätigen, dass Elektrizität bestimmte chemische Reaktionen auslösen kann.
  • Untersuchung der Wasserelektrolyse und ihrer Anwendungen.
  • Untersuchen Sie Brennstoffzellen und ihre Anwendungen.
  • Schreiben Sie ausgeglichene Gleichungen für chemische REDOX-Reaktionen.
  • Sie verwenden die Ausrüstung angemessen, um Beobachtungen zu machen und aufzuzeichnen.
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    Altersspanne:
    14 - 16 Jahre alt
     
    Zeit
    Vorbereitung: 1 Stunde
    Lektion: 2 Stunden
     
    Ressource verfügbar in:
    Englisch, Dänisch, Französisch, Deutsch, Italienisch, Polnisch und Spanisch
    Aktivität Herunterladen - EN
    Aktion 1: Baue deine eigene Batterie

    Bei dieser Aktivität bauen die SchülerInnen einen Voltastapel - eine einfache Batterie - aus Metallplatten, Geschirrtüchern und Essig. Ein Voltahaufen nutzt eine spontane chemische Reaktion, um Elektrizität zu erzeugen.
    Ausrüstung

  • 6 Zinzenteller (pro Gruppe)
  • 6 Kupferplatten (pro Gruppe)
  • 1 Geschirrtuch (pro Gruppe)
  • Schere
  • Essig
  • Schleifpapier
  • 2 elastische Gummibänder
  • Drähte mit Krokodilklemmen
  • Multimeter
  • AA-Batterien (optional)
    • Aktion 2: Elektrolyse

    In dieser Aktivität bauen die Schüler einen Elektrolyseur: ein Gerät, das mithilfe von zwei Elektroden elektrischen Strom in eine Flüssigkeit einleitet. Sie verwenden das Gerät für die Wasserelektrolyse und entdecken, dass es möglich ist, Wasser in seine Bestandteile aufzuspalten: Sauerstoff und Wasserstoff.
    Ausrüstung
     
  • Plastikbehälter mit Deckel (mit zwei Löchern)
  • 2 Reagenzgläser
  • 2 Druckstifte aus Stahl
  • 2 Bechergläser
  • Kupferdraht
  • Batterie (optional: eine Solarzelle)
  • 400cm³ destilliertes Wasser + 12g NaOH (3%-Auflösung)
  • Destilliertes Wasser
  • Handschuhe
    • Aktion 3: Brennstoffzelle

    In dieser Aktivität werden die Schüler die Produkte der Wasserelektrolyse (H2 und O2) in einer Brennstoffzelle. Sie untersuchen, wie Brennstoffzellen durch eine chemische Reaktion Strom und Wärme erzeugen. Die SchülerInnen betrachten die Möglichkeiten und Grenzen von Brennstoffzellen für die Erforschung des Mondes.
    Ausrüstung

  • Eine Brennstoffzelle
  • Eine Spritze
  • Deionisiertes und destilliertes Wasser
  • Stromversorgung (Akku, Solarzelle)
  • Silikonschläuche und -kappen
  • 30-ml-Bechergläser und Innenbehälter (siehe Anhang 2)
  • Drähte mit Steckern
  • Aktuatoren (Motoren, LEDs, Auto usw.)

    • Wussten Sie das?

    Die Elektrolyse von Wasser ist die wichtigste Methode zur Erzeugung von Sauerstoff an Bord der Internationalen Raumstation (ISS). Das Wasser wird aus Urin, Abwasser und Kondenswasser gesammelt und im Oxygen Generation System (OGS) in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten.

    Die fußballfeldgroßen Solarzellen der Station sind die Energiequelle. Ein ähnliches System könnte auch auf dem Mond eingesetzt werden.

    Die ISS in der Erdumlaufbahn

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