CIRO bringt Wasserstoff in die Schule

Heriburg-Gymnasium in Coesfeld entwickelt neues Fach

Schüler des Heriburg-Gymnasiums mit einem wasserstoffbetriebenen Modellauto
Gymnasiasten mit BZ-Modellauto
©CIRO

Woher bekommen wir in Zukunft unseren Strom? Womit werden wir unsere Autos und Bahnen antreiben? Wie schaffen wir es, energetisch nachhaltig und ohne fossile Brennstoffe zu leben? Mit diesen Fragen befassen sich Schülerinnen und Schüler, Lehrerinnen und Lehrer des Heriburg-Gymnasiums in Coesfeld, Nordrhein-Westfalen, im Rahmen eines Erasmus+-Projektes gemeinsam mit Partnern aus Spanien, Griechenland und Großbritannien. Das Projekt wird vom spanischen Unternehmen Ariema Energia y Medioambiente S.L., einem Spin-off des National Institute of Aerospace Technology (INTA), geleitet. Der britische Partner Cyber Coach Smart Ltd. entwickelt ein digitales Lernspiel.

Das CIRO-Projekt ist auf drei Jahre angelegt und läuft in drei Phasen ab. Zunächst wurden neue und zum Teil interaktive Unterrichtsmaterialien zur Energiegewinnung und zum Klimawandel entwickelt. Bei einem einwöchigen Projekttreffen beim griechischen Partner Zentrum für erneuerbare Energien (CRES) vereinbarten die Lehrerinnen und Lehrer der beteiligten Schulen aus Spanien und Deutschland, die Unterrichtseinheiten im CIRO-Projekt in fünf Module zu fassen. Für jedes Modul wurden Ideen für Experimente und Unterrichtsprojekte gesammelt und formuliert. Die entsprechenden Materialien wurden daraufhin auf einer Moodle-Plattform veröffentlicht und umfassen nachfolgende Module:

1. Klimawandel und Nachhaltigkeit

2. Erneuerbare Energien

HOC

3. Energiespeichersysteme

4. Integration von Wasserstoff mit erneuerbaren Energiesystemen

5. Anwendungen von Wasserstofftechnologien

In der zweiten Phase, die wegen der Corona-Pandemie verlängert werden musste, durchlaufen die Schülerinnen und Schüler der Partnerschulen die verabredeten Module. Am Heriburg-Gymnasium ist dafür ein Wahlpflichtkurs aus elf Schülerinnen und Schülern des Jahrganges 8 gebildet worden. Die Gruppe arbeitet drei Stunden in der Woche im Chemieraum des Gymnasiums unter Leitung der Lehrerin für Chemie und Englisch, Christine Uphues.

Zunächst wurden mit digitalen Messgeräten und CO2-Sensoren Verbrennungsexperimente vorgenommen, um den anthropogenen Treibhauseffekt zu erarbeiten. Mit Experimenten zu erneuerbaren Energien wurden Grundlagen geschaffen, um den Bedarf an Speichern für grünen Wasserstoff zu erkennen. Eine Garage voll von Spielzeugautos mit Brennstoffzelle wurde angeschafft, damit die Technik der Brennstoffzelle verstanden werden kann. Ein großes Solarpanel trieb am Tag der offenen Tür einen Hofmannschen Wasserzersetzungsapparat an, obwohl der Januartag eher trüb war. Knallgasproben zeigten den jungen und älteren Gästen dann, dass Energie im Wasserstoff steckt. Der hauseigene 3D-Drucker wurde dabei benutzt, um ein Modell der Vorgänge in einer Brennstoffzelle zu erstellen.

Der CIRO-Kurs besuchte zudem die Bergische Universität in Wuppertal, um im dortigen Schülerlabor Experimente mit mikrobiellen und enzymatischen Brennstoffzellen durchzuführen und so den Einblick in das Thema Brennstoffzelle zu weiten. Ein Besuch im Max-Planck-Institut in Mülheim an der Ruhr mit dem Ziel, die Kenntnisse rund um die Speicherung von Wasserstoff zu vertiefen, musste Corona-bedingt verschoben werden.

Die Arbeitssprache im Heriburger CIRO-Kurs ist Englisch, um die Kommunikation mit den anderen Schulen zu ermöglichen und für den Wettbewerb in der dritten Phase sprachliche Grundlagen zu schaffen. Das neue Fach bietet damit eine sinnvolle Erweiterung des bilingualen Zweiges der Europaschule in die Naturwissenschaften. Für die Schülerinnen und Schüler bietet es außerdem die Chance, zu erleben, dass man für naturwissenschaftliches Arbeiten Englisch braucht und dass es auch nicht so schwer ist, wie sie vielleicht befürchten (der Bunsenbrenner heißt im Englischen bunsen burner). Auch wenn das Vorstellen einer Präsentation in der Fremdsprache für die 14-jährigen Schülerinnen und Schüler schon eine große Herausforderung mit viel Lampenfieber ist.

Das Projekt gipfelt in der letzten Phase in einem Wettbewerb, bei dem die Schülerinnen und Schüler ihre kreativen Potenziale voll entfalten werden. Dieser Wettbewerb findet aufgrund der Corona-Pandemie nun erst im Frühjahr/Sommer 2021 in Huelva, Spanien, statt. Aufgabe wird sein, innovative Konzepte zur Verbesserung der Luftqualität und zur Reduzierung klimaschädlicher Energieformen in den jeweiligen Heimatstädten zu entwickeln. Dabei wird es für die Heriburger um die Frage gehen: Wie soll unsere Heimatstadt Coesfeld in Zukunft aussehen? Wie verändern wir unser Schulgebäude, damit unser CO2-Fußabdruck gemindert wird?

Die Probleme sollen nach Möglichkeit mit Antworten aus dem Bereich Wasserstofftechnologie gelöst werden. Es werden jeweils zwei Gruppen jeder teilnehmenden Schule ihre Ideen und Visionen gegenüberstellen und vergleichen. Eine Fachjury wird die Gewinner ermitteln. In den Folgejahren soll der Wettbewerb weiterentwickelt und für andere Teilnehmer geöffnet werden.

Projektergebnisse

Die Unterrichtsmaterialien des Projektes sind für verschiedene Jahrgangsstufen und für unterschiedliche Vorkenntnisse aufbereitet worden. Für ältere Jahrgänge sind Effizienzberechnungen und die Erklärung des Carnot-Prozesses möglich, für die Achtklässler des Heriburg-Gymnasiums musste zunächst der Unterschied zwischen Molekül und Atom geklärt werden. Neben den Unterrichtsmaterialien auf der Moodle-Plattform werden durch die Arbeitsgruppe didaktische Kits mit Brennstoffzellenautos entwickelt, die durch das digitale Lernspiel Ciro-City ergänzt werden. Für die Schulen ermöglicht die Finanzierung durch die Europäische Kommission Spielräume für die Beschaffungen, die im normalen Schulhaushalt nicht möglich wären. Zum Beispiel hat das Heriburg-Gymnasium Elektrolysekits und digitale Messgeräte zur CO2-Messung beschafft, die auch langfristig in anderen Klassen Anwendung finden können.

Klimaschutz am Heriburg-Gymnasium

Um die Ideen der Nachhaltigkeit und des Klimaschutzes noch weiter in die Schulgemeinde und den Ort zu tragen, hat das Heriburg-Gymnasium im November 2019 Projekttage unter dem Motto „Heriburg for future“ veranstaltet. Die Ergebnisse dieser Tage sind auf der Schulhomepage zu finden. Im Mai 2020 sollte eigentlich ein Wetterballon mit GPS-Sender im Rahmen des Europatages in den Himmel geschickt werden, um Messdaten aufzuzeichnen. Auch diese Aktivität muss leider warten. Aber der Klimawandel wartet wegen Corona nicht. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten daher auf „Distanz“ an den Modulen. Nach den Sommerferien entwickeln sie ihre Wettbewerbsbeiträge hoffentlich im Regelbetrieb weiter. Der erste CIRO-Kurs wechselt dann in den Jahrgang 9 und bereitet den Wettbewerb in Spanien vor. Ein zweiter CIRO-Kurs mit Achtklässlern steht in den Startlöchern, um die Module zu bearbeiten.

Fazit

Das Heriburg-Gymnasium in Coesfeld möchte mit dem CIRO-Projekt die wichtigen Fragen rund um den Klimaschutz und den Hoffnungsträger Wasserstoff in die Schule bringen und Schülerinnen und Schüler zu umweltbewussten, verantwortungsvollen Bürgerinnen und Bürgern erziehen, von denen manche im Rahmen des CIRO-Unterrichtes hoffentlich eine berufliche Perspektive im Bereich der erneuerbaren Energien und des Wasserstoffs entdecken werden.

… Mehr lesen Sie in der aktuellen Ausgabe vom HZwei-Magazin

Autorin: Christine Uphues, stellvertretende Schulleiterin Heriburg-Gymnasium in Coesfeld

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