2°Campus 2012
März/April 2012: Auftaktveranstaltung und Ideen-Mining in Berlin
Am 29.März ging es endlich los: Die Schülerakademie "2°Campus: Unser Klima deine Zukunft!" feierte Premiere. Bei einer feierlichen Eröffnung in der Deutschland-Zentrale des WWF in Berlin trafen die Vertreter/innen von Münsters Experimentierlabor Physik, MExLab Physik, erstmals auf die 19 Jugendlichen, die aus zahlreichen Bewerbern/-innen aus ganz Deutschland ausgewählt worden waren: Die Leiterin von MExLab Physik sowie Prorektorin für Internationales und wissenschaftlichen Nachwuchs der Universität Münster, Prof. Dr. Cornelia Denz, wurde dabei unterstützt durch die Fachexperten Sergej Rothermel aus dem Batterieforschungszentrum MEET und Stefanie Grote aus der Arbeitsgruppe am Lehrstuhl für Nichtlineare Photonik und dem MExLab Physik sowie dem Koordinator dieser Veranstaltung vonseiten des MExLab Physik Mark Krasenbrink.
Nach der offiziellen Begrüßung und der Vorstellung der einzelnen Kooperationspartner aus Wuppertal, Berlin und Münster, gab es für die Teilnehmenden die Chance mehr über die Angebote direkt von Mitarbeitern/innen der Forschungseinrichtungen im kurzen und knackigen Speed-Dating-Format zu erfahren. Mit diesen ersten Eindrücken schlugen die Teilnehmenden für eine Woche ihre Zelte am Wannensee auf, um von dort aus in Potsdam sowohl Experten/innen des Deutschen Wetterdienstes und des Potsdamer Instituts für Klimafolgeforschung zum Thema Klimawandel befragen zu können. Auch trafen sie in Berlin politische Entscheidungsträger/innen wie z.B. die aktuelle sowie eine ehemalige parlamentarische Staatssekretärin aus dem Bundesumweltministerium Frau Katharina Reiche (CDU) und Frau Astrid Klug (SPD). Zudem tauschten sich die Jugendlichen während der vielfältigen Workshops in der Jugendbildungsstätte wannenseeFORUM intensiv innerhalb der Gruppe über mögliche Lösungsansätze in den Hauptthemenbereichen des 2°Campus "Energie", "Mobilität", "Wohnen" und "Ernährung" aus. Bis zum 4. April fiel dann die Entscheidung, zu welchem der vier genannten Themenbereiche die Teilnehmenden intensiv forschen wollen: MExLab Physik ermöglicht insgesamt 8 Jungforschern/innen in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Nichtlineare Photonik sowie dem Batterieforschungszentrum MEET zu den beiden Themenbereichen "Energie" und "Mobilität" zu forschen.
Mit Antonia, Linn Meret, Lisa, Melisa und Enno untersuchen 5 der insgesamt 19 Teilnehmenden Lösungsmöglichkeiten zum Thema "Energie". In den kommenden Wochen arbeiten sich die Fünf in die wissenschaftlich hochaktuelle Thematik von "neuartigen organischen Solarzellen" ein und entwickeln eigene Experimente zu den von ihnen formulierten Fragestellungen: Wie kann die Herstellung einer organischen Solarzelle optimiert werden? Wie sieht die Langzeitstabilität einer organischen Solarzelle aus? Und wie verhält sich die Effizienz eigens hergestellter Solarzellen mit der Temperatur? Ab dem 23. Juli geht es für das 5er-Team dann endlich unter der Leitung von MExLab Physik in Münster im Gebäude von MExLab ExperiMINTe sowie in den Forschungslaboren der Arbeitsgruppe Nichtlineare Photonik von Frau Prof. Dr. Cornelia Denz am Institut für Angewandte Physik ans praktische Experimentieren.
Das Thema "Mobilität" fand bei Hannah, Leo und Patrick großen Anklang. Hierbei geht es vor allem um Lithium-Ionen-Akkus für Elektrofahrzeuge, die mit regenerativem Strom geladen werden können und somit den Kohlenstoffdioxid-Außtoß drastisch verringern können. Warum ist die Einführung von Elektroautos so schwierig? Wie können Reichweiten erhöht und die Kosten gesenkt werden? Was macht die Batterie so teuer und schwer? Diese Herausforderungen können nur durch bessere und günstigere Stromspeichersysteme gelöst werden. Auch hier ist es ab dem 23. Juli dann soweit: Die Jugendlichen setzten Ihre Lösungsansätze auf dem Gebiet der modernen Stromspeicher in eigenen Experimenten um. Auf der Suche nach neuen leistungsfähigeren Elektrodenmaterialien wird das Team Einblicke in die aktuelle Forschung am Batterieforschungszentrum MEET erhalten und auch eigene Ideen zum Thema Batterie im MExLab ExperiMINTe Gebäude praktisch untersuchen können. Dabei werden die Jugendlichen von der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Martin Winter, Institut für Physikalische Chemie, unterstützt.
Wir sind gespannt auf die Lösungsansätze, die die Teilnehmenden beider Themenbereiche im Sommer präsentieren werden.
Wer mehr erfahren möchte, oder im 2°Campus-Blog über die Aktivitäten der Teilnehmenden auf dem Laufenden gehalten werden möchte, findet hier mehr.
Juli 2012: Forschungsphase an der WWU in Münster
Am 23. Juli 2012 war es endlich soweit: Die Teilnehmenden der beiden Gruppen "Energie" und "Mobilität" wurden im MExLab ExperiMINTe Gebäude von Frau Prof. Dr. C. Denz als Leiterin des MExLab ExperiMINTe und MExLab Physik sowie als Leiterin der AG Nichtlineare Photonik und von Herrn Dr. H.-W. Meyer als Projektmanager des Batterieforschungszentrums MEET sowie den bereits bekannten Mentoren begrüßt und starteten damit in die langerwartete Praxisphase. Nach dieser Einleitung erstellten die Teilnehmer/-innen gemeinsam den Arbeitsplan für die kommenden drei Tage. Zur Erholung ging es anschließend in die Mensa am Aasee und auf eine geführte Fahrradtour durch die Stadt Münster.Am Dienstagmorgen wurde es nun ernst: Die Teilnehmenden beider Gruppen begannen mit den Arbeiten im Labor.
Die Energiegruppe stellte die ersten Bestandteile für ihre organischen Solarzellen her und überprüfte deren voraussichtliche Effizienz mit einem Spektrometer. Als entscheidend ergab sich die richtige Kombination aus Auftragungsmethode sowie Farbstoff. Die nach diesen Erkenntnissen selbst hergestellten organischen Solarzellen testete das Energieteam im anschließenden Dauerversuch über Nacht.
In der Mobilitätsgruppe begann der erste Forschungstag mit der Herstellung eines geeigneten Elektrolyten für den Bau einer Lithium-Ionen Batterie mit anschließendem ersten Test: Zwei Bleistiftminen wurden in die Elektrolytlösung eingetaucht und eine Spannung von 5V angelegt. Nach 10 minütigem Laden wurde die Zellspannung gemessen und mit der vorhandenen Spannung von 4V reichte aus, um eine Leuchtdiode eine Viertelstunde lang betreiben zu können. Das Team feierte den ersten Erfolg: die Idee, eine Batterie aus Bleistiften zu bauen, funktionierte.
Nachmittags wurde das Experiment mehrere Male unter verschiedenen Bedingungen wiederholt und die Zelle weiter optimiert, so dass schließlich ein kleiner Motor 45 Minuten lang betrieben werden konnte. Für die kommenden beiden Tage hatte sich das Mobilitäts-Team nun das Ziel gesetzt, ein kleines Elektroauto mit einem selbstgebauten Akkupack auszustatten.
Am Mittwochmorgen erforschten Linn-Meret, Antonia, Melissa, Lisa und Enno von der Energiegruppe die Temperaturstabilität mittels Kühlpacks und freuten sich über die gute Langzeitstabilität ihrer eigenen organischen Solarzellen. Zum Abschluss untersuchten sie die Regenerationsfähigkeit bereits stark in Anspruch genommener organischer Solarzellen unter Zugabe von destilliertem Wasser und Elektrolyt: Bei einer sofortigen Testmessung breitete sich erst einmal Ernüchterung aus, die aber durch wiederholte spätere Messungen wieder verflog. Denn die Messungen ergaben, dass sich erst nach einer etwas längeren Einwirkzeit die organischen Solarzellen mit destilliertem Wasser und noch besser mit frischem Elektrolyt wieder regenerieren lassen.
Für die Mobilitätsgruppe ging am Mittwoch die Arbeit eifrig weiter, das Modellauto wartete auf seinen neuen Akku. Doch dieser musste erst geplant und gebaut werden. Die Aufgaben waren klar verteilt: Hanna fertigte Separatoren an, Leo kümmerte sich um den Elektrolyten und Patrick verkabelte die Elektroden, diesmal waren es über 40 Stück. Während dieser Arbeiten testete das Team weiterhin den Akku-Prototypen vom Vortag. Nach einigen Stunden war es dann soweit: Der neue, leistungsfähigere Akkumulator wurde am Modellauto angebracht und vollgeladen. Mit Hochspannung nahm Leo die Fernbedienung in die Hand und drückte aufs Gas: Das Auto bewegte sich einige Meter und kam dann zum Stillstand. Die Ladedauer reichte noch nicht aus und deren Optimierung musste bis Donnerstag warten, denn am Mittwochnachmittag stand ein weiteres Highlight auf dem Programm: Mit den von den Stadtwerke Münster und dem Autohaus Rüschkamp (Lünen) gesponserten Elektroautos ging es für beide Teams zur Fachhochschule nach Steinfurt, um dort einerseits die Leistung und den Wirkungsgrad der eigenen organischen Solarzellen zu untersuchen.
Andererseits öffnete Prof. Dr. K. Mertens die Tore zu seinem Photovoltaik Testlabor, in dem die Teilnehmenden des 2°Campus mehr über die technischen Feinheiten von Solarmodulen erfahren konnten. Bei der abschließenden Besichtigung der Photovoltaikanlage auf dem Dach der Fachhochschule in Steinfurt nahm Herr Mertens sich auch noch Zeit für die zahlreichen Fragen der Jugendlichen. Nach diesem abwechslungsreichen Tag fuhren die Jugendlichen erschöpft aber zufrieden in ihre Unterkunft und bereiteten sich auf den letzten Versuchstag vor.
Am Donnerstag führte das Team Energie noch einige Messungen durch und begann mit der graphischen Auswertung ihrer Messwerte, die als Grundlage für das Präsentationsposter dienen sollen, welches ab kommenden Montag in Berlin-Wannensee erstellt wird.
Auch die Mobilitätsgruppe machte sich an die Sicherung der Daten und experimentierte währenddessen weiter mit dem Elektroauto. Als Abschluss bot sich beiden Teams zusammen die Chance in die Forschungsaktivitäten des MEET bei einer Besichtigung der Einrichtung näher hinein zu schnuppern. Zu sehen gab es reichlich: Natürlich die Elektrodenherstellung und die Batteriezyklisierung aber auch modernste Analysegeräte wie z.B. Elektronenmikroskope sowie Geräte zur Röntgenfluoreszenzanalyse. Dies ist nur eine kleine Auswahl aus den vielen Methoden, die im Batterieforschungszentrum MEET täglich angewandt werden.
Mit den eigenen Mietfahrrädern machten sich anschließend die Jugendlichen auf zum Bahnhof, um von dort aus nach Berlin zu fahren. Dort werden sich die Mentoren und beide Teams am kommenden Montag wieder treffen, um gemeinsam die in Münster erzielten Ergebnisse auf einem Poster zusammenzutragen.
Oktober 2012: Abschlusspräsentation der Forschungsergebnisse in Berlin
Nun ist nach 7 Monaten spannender Forschungsarbeit der erste 2°Campus beendet. Vom 13.-15. Oktober 2012 kamen die 19 Teilnehmenden aller vier Themengruppen wieder in Berlin zusammen. Nochmals gab es die Gelegenheit, sich untereinander auszutauschen und sich auf die Abschlusspräsentation am Montag vor geladenem Publikum in der Repräsentanz der Robert-Bosch-Stiftung in Berlin vorzubereiten.
Nachdem am Samstag das Wiedersehen und am Sonntag das Einüben der Posterpräsentation auf dem Programm standen, bildet der Montag mit der Abschlussveranstaltung den Höhepunkt dieser drei Tage. Eine einstündige Postersession, während der alle vier Forschungsgruppen ihre Ergebnisse den Gästen, zu denen Eltern, Jugendliche, Vertretern aus Wirtschaft und Umwelt, Politiker und viele andere gehörten, präsentierten, bildete den Auftakt der Abschlussveranstaltung. Im Anschluss stellte der KiKa-Moderator Juri Tetzlaff alle vier Forschungsgruppen, Wohnen, Ernährung, Mobilität und Energie nacheinander vor und deren selbsterstellte Filme zu ihrem jeweiligen Forschungsthema wurden erstmals der Öffentlichkeit präsentiert. Den Abschluss der Veranstaltung bildet die Überreichung der 2°Campus-Diplome an die Teilnehmer/-innen durch Marco Volmer, dem Leiter der Abteilung Öffentlichkeitsarbeit und Politik beim WWF, sowie Anna Müller-Trimbusch, Mitarbeiterin im Ressort Gesundheit und Wissenschaft der Robert-Bosch-Stiftung.
Zu welchen Ergebnissen die Gruppen Energie, Mobilität, Ernährung und Wohnen gekommen sind, findest du hier.
MExLab Physik beteiligt sich auch am 2°Campus 2013 wiederum in Kooperation mit der Arbeitsgruppe Nichtlineare Photonik und dem Batteriezentrum MEET.