Future Cell Truck – erneuerbare Energie durch Brennstoffzelle
- Experimentierfahrzeug mit elektrochemischem Antrieb durch eine Magnesium-Luft-Zelle
- Elektrische Energie entsteht durch die Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft.
- Salzwasser dient als Elektrolyt und ermöglicht den Betrieb der Zelle.
- Der Elektromotor treibt das Fahrzeug ohne Verbrennung von Kraftstoff an.
- veranschaulicht die Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie und Bewegung
Future Cell Truck – erneuerbare Energie durch Brennstoffzelle
Ein Fahrzeug mit elektrochemischem Antrieb
Wie lässt sich ein Fahrzeug ohne herkömmliche Batterien oder einen Verbrennungsmotor antreiben? Der Future Cell Truck zeigt, wie chemische Energie in elektrische Energie und anschließend in Bewegung umgewandelt werden kann.
Das Modellfahrzeug wird von einer Magnesium-Luft-Zelle angetrieben. Durch die Zugabe von Salzwasser wird eine elektrochemische Reaktion ermöglicht, die den Elektromotor mit Strom versorgt. So setzt sich der selbst zusammengebaute Truck in Bewegung.
Wie funktioniert die Magnesium-Luft-Zelle?
Die Magnesium-Luft-Zelle nutzt Magnesium und Sauerstoff aus der Umgebungsluft für eine elektrochemische Reaktion. Dabei gibt das Magnesium Elektronen ab, die über den äußeren Stromkreis zum Elektromotor fließen.
Das Salzwasser dient als Elektrolyt und ermöglicht den Ionentransport innerhalb der Zelle. Während des Betriebs wird das Magnesium nach und nach verbraucht.
Anders als bei einer Wasserstoff-Brennstoffzelle wird kein Wasserstoff benötigt. Die elektrische Energie stammt aus der chemischen Reaktion des Magnesiums mit dem Sauerstoff.
Zusammenbauen, ausprobieren und verstehen
Beim Zusammenbau des Future Cell Trucks werden die einzelnen Bauteile zu einem funktionsfähigen Modellfahrzeug verbunden. Anschließend wird die Magnesium-Luft-Zelle vorbereitet und mit Salzwasser aktiviert.
Das Experimentierfahrzeug veranschaulicht mehrere physikalische und chemische Zusammenhänge:
- Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie
- Funktionsweise einer elektrochemischen Zelle
- Bedeutung von Elektroden und Elektrolyt
- Umwandlung elektrischer Energie in Bewegung
- Unterschiede zwischen Batterien und Brennstoffzellen
MINT-Bildung: Technik und Naturwissenschaften praktisch erleben
Der Future Cell Truck verbindet Themen aus den MINT-Bereichen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik. Im Mittelpunkt stehen insbesondere chemische Reaktionen, elektrische Stromkreise, Energieumwandlung und Fahrzeugtechnik.
Durch den Zusammenbau und den anschließenden Betrieb des Modells werden naturwissenschaftliche und technische Zusammenhänge unmittelbar beobachtbar.
Das Experimentierfahrzeug kann sowohl zu Hause als auch in schulischen MINT-Projekten eingesetzt werden.
Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE): Energiequellen kritisch betrachten
Woher stammt die Energie, die ein Fahrzeug antreibt? Und welche Rohstoffe werden dafür benötigt?
Der Future Cell Truck bietet einen konkreten Ausgangspunkt, um im Rahmen der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) über Energieträger, Ressourcenverbrauch und alternative Antriebstechnologien zu diskutieren.
Die Magnesium-Luft-Zelle zeigt dabei einen wichtigen Zusammenhang: Auch wenn beim Betrieb kein Kraftstoff verbrannt wird, wird mit dem Magnesium ein Rohstoff verbraucht. Seine Herstellung benötigt Energie und verursacht Umweltbelastungen.
Daraus ergeben sich Fragen für den Unterricht:
- Woher stammt das Magnesium?
- Wie wird Magnesium hergestellt?
- Welche Ressourcen werden beim Betrieb verbraucht?
- Welche Unterschiede bestehen zu einem batterieelektrischen Fahrzeug oder einem Fahrzeug mit Wasserstoff-Brennstoffzelle?
- Warum bedeutet ein Antrieb ohne Verbrennung nicht automatisch, dass er umweltfreundlich ist?
So lässt sich das Modell nutzen, um technische Möglichkeiten und deren ökologische Auswirkungen differenziert zu betrachten.
Hinweis: Das Magnesium wird während des Betriebs verbraucht. Salzwasser allein ist keine Energiequelle und kann das Magnesium nicht ersetzen.
Lieferumfang:
- Bausatz für den Truck mit über 80 Bauteilen
- 1 Kohlenstoffplättchen (Luftkathode)
- 2 Vliesstoffplättchen
- 3 Magnesiumplättchen (Anoden)
- 1 Pipette
- Bebilderte Aufbau- und Experimentieranleitung
Zusätzlich benötigt (nicht enthalten): Kochsalz, Wasser, Seitenschneider (alternativ Schere und Nagelfeile), kleiner Kreuzschlitz-Schraubendreher, Kunststoffbecher und Esslöffel.
Maße: 21 cm x 13 cm x 5,7 cm
Anmelden
Achtung!
Nicht für Kinder unter 36 Monaten geeignet.
Kleine Teile.
Erstickungsgefahr!
Achtung!
Nicht für Kinder unter 36 Monaten geeignet.
Scharfe Kanten und Spitzen. Schnitt- und Stichgefahr.
Dazu passend
Kunden kauften auch
