Kristalline Energie

©  ITBE Die sechs Jungs des Andreas Vesalius Gymnasiums zeigen sich mittlerweile gekonnt im Umgang mit den Messinstrumenten

Wie gut, dass es heute so einfach ist, sich Informationen zu beschaffen, sonst hätte das Gehör der Andreas Vesalius Gymnasiasten vielleicht jetzt schon gelitten. Die Weseler experimentieren nämlich mit Piezokristallen, die auf Druckwellen mit einem elektrischen Impuls reagieren und mit dem beispielsweise ein Tonerzeuger angesteuert wird. Wenn also mitten in der Nacht der Rauchmelder quälende, piepende Geräusche von sich gibt, weil die Batterie gewechselt werden will, dann könnte es das hörbare Ergebnis „gereizter“ Piezokristalle sein.

Das Team hatte ursprünglich vor, einen Rückweg des piezoerzeugten Stromes zu nutzen. Bedeutet: Es wird kein Strom eingeführt, um ein Geräusch zu erzeugen, sondern das Geräusch wird genutzt, um es mittels Piezokristallen in Energie umzuwandeln. Die hier eingesetzten Piezokristalle reagieren jedoch auf Frequenzen, die außerhalb des hörbaren Bereichs liegen, was das Experimentieren damit gefährlich macht. Das ergaben Recherchen des Teams, das direkt reagierte: Piezokristalle bleiben die Grundlage (sie sind ja auch schon zahlreich vorhanden), aber die Umsetzung ist eine andere: Die Jungs wollen es daher mit mechanischem Druck probieren und den sogenannten Piezoeffekt ausnutzen. Durch den mechanischen Druck verlagert sich der positive und negative Ladungsschwerpunkt: Es entsteht ein Dipol (elektrische Spannung). Den Strom, der so in Fluss kommt, wollen die Gymnasiasten weiterverwenden. „Wir dachten an eine Eisenbahn. Man könnte die Plättchen an den Schienen anbringen und wenn der Zug sie überrollt, wird Strom erzeugt“, erklärt Luca Schmitz. So zum Beispiel für die Beleuchtung im Zug.

©  ITBE Um professionell das ITBE-Projekt umsetzen zu können, hat sich das Team alle notwendigen Geräte ausgeliehen. In der Schule gibt es nämlich Oszilloskop und Co nicht

Expertenrat gefragt
Das gesamte Lehrerkollegium unterstützt ihre Bastler bei der Umsetzung der anspruchsvollen Aufgabe. „Wenn wir Zeit brauchen und eine Stunde ausfallen lassen müssen, dann ist das in Ordnung“, erzählt David Spindler. Das kommt vor, wenn sich die Jungs einen kompletten Tag ausschließlich um die Wettbewerbsteilnahme kümmern. So luden sie einen Sensortechniker als Experten ein, der ihnen die für das Projekt notwendigen Geräte erklärte und geduldig alle Fragen beantwortete – einen gesamten Vormittag lang. Denn mit Oszilloskopen oder Frequenzgeneratoren hatten sie bisher nichts zu tun.

Da die Geräte nicht in der schuleigenen Sammlung zu finden sind, haben sich die Bastler welche ausgeliehen. Allerdings mussten sie feststellen, dass es nicht besonders hilfreich ist, Messungen durchzuführen, die im Millisekundenbereich liegen, wenn man sie nicht speichern kann. „Die Messung erfolgt so schnell, dass man kaum sieht, was passiert“, erzählen sie. Deswegen muss zusätzlich ein Speicheroszilloskop her. „Andere würde es vielleicht stören, aber wir finden das echt toll, dass wir von Grund auf alles selbst organisieren und komplett jungfräulich an das Thema gehen“, so Spindler.

©  ITBE Zu zweit lötet´s sich leichter: David Spindler (links) und Lars Brzeski

Vertrauen schenken
Physiklehrer Peter Reinecke hält sich weitgehend aus dem Getüftel und den Diskussionen seiner Schüler heraus. „Ich bin jederzeit für Fragen da und stehe bereit, wenn mich das Team braucht. Aber es ist und bleibt ihr Projekt, deswegen halte ich mich im Hintergrund“, erklärt Reinecke. Der Lehrer vertraut auf seine Jungs und die wissen das zu schätzen. Da sie dank der Hilfe des Profis nun ein ganzes Stück mehr mit der Theorie vertraut sind, wollen sie sich bald an die Umsetzung des Modells machen, das sie am 7. Mai präsentieren. Hintereinander geschaltete Piezokristalle sollen von einer fahrenden Eisenbahn überrollt werden. Die entstehende Energie kann dann beispielhaft Leuchtdioden zum Leuchten bringen. „Wenn man das in einem schönen Modell verpackt und zusätzlich erklärt, welche Möglichkeiten in den Zellen stecken, dann könnte das für uns sehr gut ausgehen“, ist Spindler überzeugt.

Ja, die Jungs haben Gefallen an dem Wettbewerb gefunden. „Und wenn es diesmal nicht für eine Platzierung reicht, dann machen wir einfach im nächsten Jahr noch mal mit.“