Recycling – Schätze aus dem Müll

Der Rohstoffbedarf der Welt wächst – insbesondere aufgrund des rapiden Wachstums der Schwellenländer China, Indien und Brasilien. Für die Unternehmen explodieren die Rohstoffkosten und  werden, bei einigen Metallen zeitweise mit Preisschwankungen um das Zehnfache, zum schwer kalkulierbaren Risiko. Auch ist der Natur- und Energieverbrauch bei der Gewinnung aus Primärerzen im Vergleich zur Wiedergewinnung aus Abfällen oft um ein Vielfaches höher. Grund genug die Wertstoffe am Ende des Produktlebenszyklus aus dem Müll in den Wertstoffkreislauf zurückzuführen. Nach einer theoretischen Einführung in die Problematik konnten die SchülerInnen physikalische Trennmethoden, wie z. B. die Trennmethoden zur Dichtetrennung (Sieben, Zick-Zack-Windsichter und Aufstromröhre) sowie die Flotation aufgrund unterschiedlicher Grenzflächeneigenschaften verschiedener Partikel (hydrophob versus hydrophil) selbst ausprobieren und auf ihre Grenzen hin untersuchen, Wie groß ist der Trennerfolg? Wie werden die Methoden sinnvoll kombiniert?

Am Beispiel des Elektronikschrotts konnte verdeutlicht werden, welch enormes Rohstoffpotential in diesen Altgeräten schlummert. Um eine Tonne Gold aus einem Erz zu gewinnen, müssen 200.000 Tonnen taubes Nebengestein bewegt werden. Der gleiche Goldgehalt steckt in 70.000 Tonnen Elektronikschrott. Noch krasser verhält es sich beim Kupfer: 200 Tonnen Gestein für eine Tonne Kupfer aus einem Erz gegen 14 Tonnen Elektronikschrott, die aufgearbeitet werden müssen, um eine Tonne Kupfer zu gewinnen – weniger als ein Zehntel also! So ist Schrott schon heute eine wichtige zweite Rohstoffquelle. Für viele Sonder- und Edelmetalle, die erst jetzt ihren breiten Einzug mit neuen Technologien erhalten, müssen die Recyclingtechnologien aber erst noch entwickelt werden. Sie kommen in kleinsten Mengen vor, sind aber für die Produkte, vom Flachbildschirm über chirurgisches Besteck bis zu hoch brechenden Gläsern in Digitalkameras oder in leistungsstarken Akkus unverzichtbar. Große Aufgaben warten also für die kommende Ingenieurgeneration, um wachsenden Wohlstand mit ökologischen und ökonomischen Zielen vereinbar zu gestalten. „Ich persönlich fand den Vortrag sehr informativ, spannend und anschaulich gestaltet. Dass die einzelnen Trennungsarten der Stoffe vorgeführt wurden, hilft mir die Trennmethoden besser zu verstehen und zu merken“, äußerte sich Liisa Kistner anschließend. Auch Marcel Burhenn war von dem Vortrag sehr angetan und meinte, dass „der Vortrag sehr gut anzuhören“ war.

Strömungsmechanik – eine Querschnittsdisziplin der Ingenieure

Das zweite Thema „Strömungsmechanik“ führte über eine Perlenkette von Experimenten an die Grundlagen der Aerodynamik – Wie entsteht der Auftrieb bei einem Tragflügelprofil? – über die Wechselwirkung von Konstruktion mit Windlasten am Beispiel der durch einen heftigen Talwind zerstörten Stahlbrücke Tacoma, bis zur richtigen  Auslegung von Windrädern an eine, im Schulunterricht unbekannte Disziplin heran. Jeder Ingenieur, der mit strömenden Medien zu tun hat, ob im chemischen Anlagenbau, in der Luft- und Raumfahrt oder in der Antriebstechnik setzt sich notwendigerweise in seinem Studium mit dieser spannenden Querschnittsdisziplin auseinander. Durchgeführt als physikalisches Detektivspiel bot der Vortrag die Möglichkeit den Grundgesetzlichkeiten durch Beobachtung und Analyse des Gesehenen auf die Spur zu kommen. „Ich finde, der Experimentalvortrag war nicht nur amüsant und interessant, sondern regt mich zum Nachdenken an“, so Mats Zander.

Neuartige Energiespeicher und Energiewandlung – Herausforderungen einer zukünftigen Energieversorgung

Schließlich stand ein Workshop auf dem Programm, bei dem auf die neuen Anforderungen an unsere Energieversorgung bei einem weitgehenden – geplanten – Verzicht auf Atomkraftwerke und Stein- und Braunkohlenkraftwerke eingegangen wurde. Mit herkömmlichen Großkraftwerken kann eine stetige Grundlaststromversorgung sichergestellt werden. Wind, Wasser und Sonne stehen als regenerative Energiequellen aber nicht in konstanter Menge zur Verfügung; keineswegs ist ein Gleichklang aus Windflaute und niedrigem Stromverbrauch garantiert. Elektrische Energie lässt sich aber – bislang – nur sehr begrenzt speichern; Chemische Energiespeicher können die Problematik entschärfen. Deshalb wurden verschiedene Typen von Batterien  vorgestellt. Einfache Primärzellen, die nach der Entladung entsorgt werden müssen, über die wieder aufladbaren, bis hin zu den  Brennstoffzellen und den Luftsauerstoffelementen. Zwei Typen, drei Zellen einer Primärbatterie und eines Luftsauerstoffelementes bauten die SchülerInnen schließlich und konnten so, in 45 Minuten, ein einfaches Elektromobil in Bewegung setzen – auch dieses Thema sollte die SchülerInnen dazu anregen, über die wichtige Frage der kommenden Energieversorgung  nachzudenken, was offensichtlich auch gelungen ist. „Alle waren aufmerksam und interessiert dabei“ meinte Liisa Kistner. Sie habe sehr viel gelernt und es geschafft, sich für das Thema zu interessieren, „obwohl es eigentlich nicht mein Ding ist“.