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Waldorf-Schüler erproben Farbstoff-Solarzelle

Freie Waldorfschule Haan-Gruiten : Waldorf-Schüler erproben Farbstoff-Solarzelle

Im Mai bewertet eine Jury einer innogy-Initiative die Ergebnisse der Arbeitsgemeinschaft „Solar und Bionik“

Gruiten Nachhaltige erneuerbare Energie herzustellen, dass ist das Ziel der Arbeitsgemeinschaft „Solar und Bionik“ der Freien Waldorfschule Haan-Gruiten. Farbstoff-Solarzellen, die nach ihrem Erfinder benannte Grätzel-Zelle, funktionieren auf Basis von Titandioxid. „Allerdings absorbiert Titandioxid das Licht nur im UV-Bereich“, erklärt Chemielehrerin Astrid Biallaß. „Um das Lichtspektrum zu erweitern nimmt man Farbstoffe als Lichtanker, die man auf das Titandioxid aufsetzt.“

Daher hatten die Schüler des Chemiekurses der Jahrgangsstufe 13 die Idee, die Farbstoff-Solarzellen, in denen die natürliche Fotosynthese nachgeahmt wir, weiter zu erforschen und bewarben sich bei der innogy Bildungsinitiative „3malE - Bildung mit Energie“. Mit der einmaligen Projektunterstützung von 500 Euro nehmen die Schüler nun am 3malE Schulwettbewerb teil. „Mit dieser finanziellen Unterstützung können wir noch ein wenig weiter forschen“, sagt Cornelius aus der Stufe 13. „Wie kann man diese Solarzellen effektiver gestalten und wie kann man für die nicht nachhaltigen Silicium-Solarzellen vielleicht eine Alternative schaffen.“

Mittlerweile gehören der Arbeitsgemeinschaft sieben Schüler und Schülerinnen der Jahrgangsstufe 13 sowie zwei Schülerinnen der Jahrgangsstufe 12 an. Diesmal wollen die Schüler im Rahmen der Monatsfeier ihre Forschungen mit verschiedenen Farbstoffen erweitern. Dabei werden die Titanoxidplatten selbstständig vorbereitet. Auf die Titandioxid-Platten werden im Anschluss verschiedenen Naturfarbstoffe aufgetragen und getestet. Grünkohl und die Süßwasseralge Chlorella, die Chlorophyll enthalten, ein Heidelberg-Schwarze-Johannisbeere-Extrakt, dessen Farbstoffe Anthocyane sind, die Cochenille-Schildlaus, aus der der Farbstoff Karmin gewonnen werden kann und vieles mehr. Für Astrid Biallaß ist die Grätzel-Zelle auch aus didaktischen Gründen interessant. „Die normalen Silicium-Solarzellen sind für uns im Unterricht eine Blackbox, denn man kann sie nicht öffnen und herstellen. Hier kann man nur theoretisch behandeln wie ein Halbleiter funktioniert“, sagt die Pädagogin. Mit Hilfe der Farbstoff-Solarzelle erfahren die Schüler zum einen wie man Strom erzeugt, zum anderen aber auch etwas über Halbleiter, Nanomaterialien und die Farbstoffchemie. Kommerziell konnte sich die Farbstoff-Solarzelle bisher noch nicht durchsetzen, da die natürlichen Farbstoffe nicht lange stabil bleiben. Für die Schüler stehen der Aspekt der Nachhaltigkeit sowie das eigenen Experimentieren im Fokus. Katrin aus der Jahrgangsstufe 13 berichtet: „Mich reizt, dass wir unsere Idee einbringen und diese auch ausprobieren können.“ Nina und Amira aus der Jahrgangstufe 12 wollen später beruflich einmal im Bereich Medizin und Biologie studieren und interessieren sich daher sehr für das Thema. Im Mai bewertet eine Jury die Ergebnisse der AG und vielleicht wird die Arbeit noch mit einem Preisgeld belohnt.