zum Directory-modus

Tutorial MenueElektrolyseur und Brennstoffzelle im UnterrichtTutorial starten

Tutorial Übersicht

Tutorial starten

In diesem Tutorial sind Experimente zur Erzeugung von Wasserstoff mit Hilfe von Solarenergie und die Weiterverwendung des Wasserstoffs in Brennstoffzellen für Lehrer zusammengefasst. Es bietet sich an das Tutorial im Rahmen der Elektrochemie anzuwenden. Unter Anderem werden die Elektrolyse, das Galvani Element sowie die Faraday'schen Gesetze erklärt. Die Experimente zum Elektrolyseur und zur Brennstoffzelle ermöglichen den spielerischen Einstieg in das Thema der Elektrochemie im Zusammenhang mit Zukunftstechnologien.

Lerneinheiten des Tutorials

Versuch mit dem SolarmodulLevel 190 min.

Die Strom-Spannungs-Kennlinie gibt Aufschluss über das Leistungsverhalten eines Solarmoduls. Aus der Strom-Spannungs-Kennlinie sowie aus der Leistungskurve erhält man den Punkt maximaler Leistung, den sogenannten Maximum Power Point (MPP). Der Wirkungsgrad des Solarmoduls gibt an, wie viel der eingestrahlten Energie von dem Solarmodul in elektrische Energie umgewandelt wird. Ziel dieses Versuches ist es, die Leistung des Solarmoduls zu testen.

Versuch zur Elektrolyse: Zersetzung von WasserLevel 190 min.

Bei der Elektrolyse werden durch elektrische Energie chemische Verbindungen zersetzt. Dadurch kann Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden.

Versuch zur Zersetzungsspannung: Der PEM-ElektrolyseurLevel 190 min.

Der Elektrolyseur zerlegt Wasser in die Gase Wasserstoff und Sauerstoff, die jeweils in den Gastanks gespeichert werden. Die Zersetzung des Wassers beginnt jedoch erst oberhalb der Zersetzungsspannung. Ziel des Versuches ist es, zu erkennen, dass Wasser bei der Elektrolyse erst ab einer Mindestspannung zerlegt wird.

Versuch zum Faraday'scher Wirkungsgrad des PEM-ElektrolyseursLevel 190 min.

Zwischen der, bei der Elektrolyse aufzubringenden Strommenge und dem Volumen, der an den Elektroden erzeugten Gase, besteht ein Zusammenhang. Dieser wurde erstmals von Michael Faraday und in den Gesetzen von Faraday definiert. In diesem Experiment wird aus der tatsächlich erzeugten Gasmenge im Verhältnis zur theoretisch berechneten Gasmenge der Faraday'sche Wirkungsgrad berechnet.

Versuch zur Leistung einer BrennstoffzelleLevel 190 min.

Brennstoffzellen wandeln chemische Energie (aus Sauerstoff und Wasserstoff) in elektrische Energie (Strom). Die Strom-Spannungs-Kennlinie einer Brennstoffzelle zeigt an, bei welcher Spannung der Stromfluss maximal ist. Die Leistungskurve zeigt an, bei welchem Widerstand die Brennstoffzelle ihr Leistungsmaximum hat. In diesem Experiment wird die maximale Leistungsausbeute einer Brennstoffzelle ermittelt.

Versuch zum Wirkungsgrad der PEM-BrennstoffzelleLevel 190 min.

Zwischen theoretisch verbrauchter Gasmenge und tatsächlich erzeugtem Strom lässt sich ein Zusammenhang herstellen. In diesem Experiment wird aus der tatsächlich verbrauchten Gasmenge im Verhältnis zur theoretisch berechneten Gasmenge der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle berechnet.

Versuch zur Leistung der Direkt-Methanol-BrennstoffzelleLevel 190 min.

Die abgegebene Leistung einer Direkt-Methanol-Brennstoffzelle hängt von dem angeschlossenen Lastwiderstand ab. In diesem Experiment lernen Sie den passenden Widerstand zu ermitteln, um eine optimale Leistungsausbeute zu bekommen

Tutorial starten