Physikschüler wollen bis ins Finale kommen

Röntgen-Gymnasium: Team startet Testläufe von innovativen Brennstoffzellen-Triebwagen. In der zweiten Runde gibt es Bauteile für die Praxis.

Für das Schülertrio des Röntgen-Gymnasiums wird es langsam ernst. Über Monate hinweg haben sie getüftelt und gerechnet – ab sofort gibt es eine Mischung aus Theorie und Praxis. Seit wenigen Tagen haben sie einen hochmodernen ICE. Als Modellbausatz.

Der Karton ist freilich ähnlich groß wie die Kiste mit der Brennstoffzelle. Die haben sie heute vor einer Woche bei der Energie-Agentur in Düsseldorf abgeholt – gemeinsam mit Kathrin Mießen, ihrer Physiklehrerin. 

Mießens Kollege Dr. Hans Lademann hatte im vergangenen Schulhalbjahr gefragt, wer sich beim „Fuelcellbox“-Wettbewerb diesmal beteiligen möchte. Im Vorjahr waren RöGy-Schüler auch in die zweite Runde gekommen, aber am Zeitmangel gescheitert.

„Wir machen’s neben dem Unterricht, haben bald Klausurphase und Osterferien und fahren zudem nach London. Hinzu kommt, dass die betreuenden Lehrer speziell geschult sein müssen und nichts sagen – keine Hilfestellung leisten dürfen,“ beschrieben Marcel Leonhardt und Dennis Neuhaus – Nicole Sterken war am Montag beim Pressetermin leider erkrankt – die äußeren Umstände.

Dennoch sehen sie sich bestens motiviert durch den Wettbewerb, zumal es nach einer intensiven theoretischen Phase ab sofort mehr Praxis dazu gibt. Dazu hat die H-Tec-Education, eine GmbH aus Lübeck, Unterrichtsmaterial wie den aus dem Hause Lego stammenden Modell-ICE beigesteuert, der seit wenigen Tagen im Physiksaal steht. Er steht für die Praxis: Bringt, so könnte die Aufgabe verkürzt lauten, den Zug zum Rollen.

Wie Kathrin Mießen, fanden es die drei Physikschüler total spannend, dass ausgerechnet an dem Tag, als sie – unter 149 Teams auf Nr. 10 gesetzt – in Düsseldorf waren, ein Prototyp von Alstom auf dem Firmengelände Tempo 80 km/h erreicht hat. Ab 2018 soll ein erster Zug planmäßig auf der Linie Essen – Coesfeld/Borkum fahren, wo es keine Oberleitung gibt.

Denn das ist die aktuelle Aufgabe: Lösungsstrategien zu entwickeln, wie der Schienenverkehr auf nicht elektrifizierten Strecken schadstoffärmer und mit erneuerbaren Energien betrieben werden kann. Marcel Leonhardt und Dennis Neuhaus erklären das so:

Ebene des Wettbewerbs ist eine sehr praxisnahe

Elektrolyse trennt Wasser- von Sauerstoff; das Gas kommt in die Brennstoffzelle, wo bei seiner Verbindung mit Sauerstoff Bewegungsenergie freigesetzt wird. Bei der Umsetzung auf die Schiene muss das umtriebige RöGy-Trio nicht zuletzt bautechnische Probleme lösen. Die der Leistungsfähigkeit wegen „gestackten“, also gestapelten Brennstoffzellen sind baulich eigentlich zu groß fürs Modell des Hochgeschwindigkeitszuges.

Live wäre noch die Frage zu lösen, wie ein Zug an den nötigen Wasserstoff kommt. In der Wirtschaft entsteht der, wird aber auch benötigt. Was nicht, landet über Pipelines irgendwo. Kathrin Mießen sieht hier ein ähnliches Phänomen wie in der Erfindungs-Ära. Kraftstoffzellen waren schon 1840 erfunden, quasi vor dem Ottomotor – aber er geriet ins Hintertreffen, weil es bis heute einfacher ist, handelsüblichen Kraftstoff in den Tank zu füllen.

Mit der Raumfahrt (Apollo – Gemini) erlebte die Brennstoffzelle eine Wiedergeburt zum Betrieb der Aggregate. Wasserstoff sei keine gewonnene, sondern gespeicherte Energie, „eine bessere Batterie“, wie Leonhardt es formuliert. Denn im Gegensatz zur Batterie entlädt sie sich nicht völlig, sondern von 100 Joule bleiben stets 85 (Prozent) erhalten.

FUELCELLBOX

WETTBEWERB Die Energie-Agentur NRW veranstaltet im Schuljahr 16/17 in Nordrhein-Westfalen den aufgrund der großen Erfolge in der Vergangenheit bereits zwölften Schülerwettbewerb zum Thema „Wasserstoff und Brennstoffzelle“. Bisher nahmen jeweils mehrere hundert Schüler teil. FACHARBEITER Schülerinnen und Schüler von heute sind die dringend gesuchten Facharbeiter, Techniker und Ingenieure von morgen.

Das steht nicht im Lehrplan Physik. Das ist das, was heute tatsächlich passiert. Der Wettbewerb „geschieht in der Lebenswirklichkeit“, lobt Kathrin Mießen. Sie wundert sich nicht, dass es die ersten Interessenten für 2018 bereits gibt. Bis dahin will das aktuelle Trio nicht nur in die dritte Runde kommen, sondern dann auch unter die besten fünf und ins praktische Finale.

Quelle: RGA-Online vom 20.03.2017 / Von Thomas Wintgen