2019 PREISTRÄGER SONDERPREISE KLIMASCHUTZ
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2019
PREISTRÄGER
SONDERPREISE
KLIMASCHUTZ
Frag Dich.
INHALT 03
PREISTRÄGER 2019
Der Preis 04
Preisträger Bundeswettbewerb
Jugend forscht 05
Preisträger der Landeswettbewerbe
Jugend forscht 06
Preisträger der Landeswettbewerbe
Schüler experimentieren 12
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019
04 DER PREIS
DER PREIS
Sonderpreis zum Thema „Klimaschutz“ der Bundesministerin für
Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit
Die Bundesministerin für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, Svenja Schulze, zeich-
net mit ihrem Preis Jungforscherinnen und Jungforscher aus, die sich auf besondere Weise mit
konkreten Fragestellungen und Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels befassen. Das
Spektrum umfasst Maßnahmen zum Klimaschutz und zur Anpassung an den Klimawandel. Mit
dem Sonderpreis sollen die besonderen Leistungen der jungen Forscherinnen und Forscher
anerkannt und ihr Interesse für weitere Projekte und Ideen zum Klimaschutz bestärkt werden.
Der Sonderpreis wird auf Landes- und Bundesebene für herausragende Projekte vergeben: Bei
den Landeswettbewerben Schüler experimentieren ist er mit 150 Euro dotiert, bei den Landes-
wettbewerben Jugend forscht mit 250 Euro. Beim Bundeswettbewerb erhalten die prämierten
Jungforscherinnen und Jungforscher ein Preisgeld in Höhe von insgesamt 1.500 Euro. Zur
Projektförderung des Bundesumweltministeriums gehört auch die Unterstützung von Jugend
forscht PerspektivForen. Hier werden Jugend forscht Alumni als „Experten von morgen“ gezielt
für Klimafragen sensibilisiert sowie die Branche als spannendes und zukunftsfähiges Arbeits-
feld vorgestellt.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019
Preisträger BUNDESWETTBEWERB 05
JUGEND FORSCHT
PREISTRÄGER BUNDESWETTBEWERB
JUGEND FORSCHT
CHEMIE
Hagen Carstensen (18)
Jasper Nickelsen (17)
Lars Ebel (18)
Hermann-Tast-Schule Husum
SCHLESWIG-HOLSTEIN
Biogasreaktor als Redox-Flow-Batterie Laudatio
Für eine erfolgreiche Realisierung der Energiewende in Die Jungforscher präsentierten eine erfolgreiche Kombination
Deutschland fehlen immer noch geeignete Stromspeicher. zweier komplexer Prozesse, die auch im großen Maßstab funk-
Hagen Carstensen, Jasper Nickelsen und Lars Ebel kamen da- tionieren kann. Dabei lösten sie die technischen Herausforde-
her auf die Idee, es der Natur nachzumachen: Wenn Biomüll rungen sehr geschickt und konnten mit ihrem funktionierenden
vergärt, laufen chemische Redox-Prozesse ab, bei denen Elek- System die Jury überzeugen.
tronen transportiert werden. Es fließt also Strom. Die drei Jung-
forscher konstruierten ein beheizbares Glasgefäß mit Rührer,
Gasuhr, Stromsensor und Mikrocontrollersteuerung. Mithilfe von
Bakterien aus dem Wattenmeer vergoren sie darin Maisgrieß
und grünen Tee. Ihre Kleinanlage erzeugte so über einen
längeren Zeitraum Spannung und Strom. Mit diesem Ergeb-
nis erbrachten sie den Nachweis, dass ein Bioreaktor wie ein
günstiger und umweltfreundlicher Akku funktionieren kann.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019
06 Preisträger der Landeswettbewerbe
JUGEND FORSCHT
PREISTRÄGER DER LANDESWETTBEWERBE
JUGEND FORSCHT
BIOLOGIE BIOLOGIE
Philipp Geßner (13) Friedrich Richard Gamp (16)
Lucie Brejtrova (16) Julian Karimi (15)
Staatliche Realschule Großostheim Humboldt-Gymnasium Berlin
BAYERN BERLIN
Gas- statt Kompostanlage!? Laub als Biogas- Der Einfluss von Mikroplastik auf Pflanzen des
lieferant maritimen Ökosystems
Zur Herstellung von Methan in einer Biogasanlage eignet sich Mikroplastik in Flüssen und Meeren ist eine große Gefahr für
auch das im Herbst reichlich anfallende Laub. Philipp Geß- Meeresbewohner. Friedrich Richard Gamp und Julian Karimi
ner und Lucie Brejtrova untersuchten, wie sie diese Form der fanden heraus, dass die winzigen Partikel nicht nur für Tiere,
Gaserzeugung optimieren können. In Versuchen mit einem Ein- sondern auch für Wasserpflanzen schädlich sind. Die beiden
kochtopf, der die nötige Temperatur erreicht, bestimmten sie ließen im Experiment die Alge Caulerpa taxifolia, die überall in
das optimale Mischungsverhältnis, das 1 Teil Wasser zu 3,5 Gewässern vorkommt, unter Zugabe kleinster Plastikpartikel aus
Teilen Blattmasse beträgt. Weitere Experimente der Jungfor- PET-Getränkeflaschen wachsen. Nach zehn Tagen war das Er-
scher ergaben, dass Blätter von Eiche, Buche und Ahorn die gebnis eindeutig: Das Mikroplastik setzte den Pflanzen deutlich
höchsten Erträge erbringen. Auch Obstbaumlaub und Tannen- zu. Die Algen waren viel kleiner und bildeten weniger Chlorophyll
nadeln schnitten gut ab. Die Untersuchungen zeigten zudem, als Vergleichsproben. Ab einer bestimmten Partikelkonzentration
dass die Biomasse nach 30 Stunden nahezu komplett vergo- starben sie sogar ab. Die Jungforscher vermuten, dass das Mi-
ren ist, da kein neues Gas mehr entsteht. Mit diesen Erkennt- kroplastik über die normale Wasseraufnahme eindringt und Zell-
nissen lässt sich künftig aus dem Laub von Stadtbäumen eine strukturen schädigt oder Transportwege verstopft.
maximale Menge Energie gewinnen.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019
Preisträger der Landeswettbewerbe 07
JUGEND FORSCHT
CHEMIE TECHNIK
Nadine Reichelt (17) Nick Zobel (15)
Lea Kerstan (15) Paul Porte (16)
Lilli Rauhut (15) Freiherr-vom-Stein-Schule, Frankfurt am Main
Friedrich-Engels-Gymnasium Senftenberg
BRANDENBURG HESSEN
Zeolith als Wärmespeicher der Zukunft?! NOxSmO2g
Zeolithe sind kristalline Aluminium-Silikate. Lagern sich an der Viel Beton und wenig Grünflächen prägen das Stadtbild vieler
Oberfläche dieses Festkörpers Wassermoleküle an, wird Wär- Metropolen. Die negative Folge: Die Luftqualität sinkt. Denn
me freigesetzt. Nadine Reichelt, Lea Kerstan und Lilli Rauhut ohne Pflanzen können Schadstoffe wie etwa Stickoxide nicht
untersuchten, wie sich dieses Phänomen zur Wärmespeiche- gebunden und CO2 nicht zu Sauerstoff umgewandelt werden.
rung nutzen lässt. Trocknet man den Stoff nämlich mit Über- Nick Zobel und Paul Porte wollen den Grünanteil in zuge-
schusswärme, erhält man die Energie bei einer späteren Be- bauten Innenstädten steigern. Dazu entwickelten sie in ihrem
feuchtung zurück. Potenzial sehen die Jungforscherinnen nach Forschungsprojekt bepflanzbare Mauern und nannten ihre
ihren Versuchen insbesondere in der gezielten Erwärmung von Erfindung „NOxSmO2g“. Als Basis dienten mit Steinen befüllte
Expeditionsbekleidung, da sich bereits mit der Feuchte der Drahtgitter, sogenannte Gabionen. Daran befestigten die bei-
Atemluft Wärme erzeugen lässt. Auch zur Entfeuchtung von den Jungforscher Blumenkästen, die sie mit Feuchtigkeitssen-
Räumen kann das Zeolith verwendet werden. Eine saisonale soren ausstatteten. Ist die Erde zu trocken, wird automatisch
Speicherung von Sommerwärme für den Winter erscheint je- ein rechnergesteuertes, solarbetriebenes Gießsystem aktiviert.
doch sehr aufwendig. Überall dort, wo nur kleine Wärmemen- Dadurch verursacht die blühende Mauer kaum Arbeit. Sie eig-
gen benötigt werden, sind jedoch viele weitere Einsatzmög- net sich sehr gut auch als grüne Lärmschutzwand.
lichkeiten denkbar.
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08 Preisträger der Landeswettbewerbe
JUGEND FORSCHT
TECHNIK GEO- UND RAUMWISSENSCHAFTEN
Malte Werner (19) Jan Kniefert (15)
Helene Baumgarten (17) Gymnasium „In der Wüste“, Osnabrück
Thorben Ehrlichmann (17)
Innerstädtisches Gymnasium Rostock
MECKLENBURG-VORPOMMERN NIEDERSACHSEN
Strandmüllseparation durch Bürstenrotation Stimmen die alten Bauernregeln aufgrund des
Klimawandels immer weniger?
Der Strand des Ostseebads Warnemünde wird seit einigen Mit kreativen Bauernregeln versuchten die Menschen schon
Jahren maschinell von Müll befreit. Ein Nebeneffekt ist jedoch, vor Jahrhunderten, Regelmäßigkeiten des Wetters zu be-
dass das von einem Traktor gezogene Reinigungsgerät auch schreiben. Jan Kniefert wollte wissen, wie viel Wahrheit in
Steine aufsammelt. Dies erhöht die Müllmenge unnötig und ver- diesen oft in Reimform überlieferten Weisheiten steckt – und
ursacht zusätzliche Kosten. Zudem sind die Steine für die natür- ob sie trotz des Klimawandels der letzten Jahrzehnte Bestand
liche Sedimentation am Strand unerlässlich und sollten daher haben. Um das herauszufinden, analysierte er an verschie-
nicht entfernt werden. Malte Werner, Helene Baumgarten und denen Standorten erhobene Messreihen, die zum Teil bis ins
Thorben Ehrlichmann entwickelten eine Apparatur zum Einbau Jahr 1781 zurückreichen. Dabei zeigte sich erstens, dass sich
in die Reinigungsmaschine, die die Steine bereits während der keine der Bauernregeln für eine brauchbare Wetterprognose
Fahrt über den Strand aussortiert und zurücklässt. Herzstück eignet, und dass sich zweitens die Qualität der Vorhersage
der Idee sind rotierende Bürsten, die den relativ leichten Müll in den letzten Jahrzehnten nicht signifikant verbessert hat.
von den schweren Steinen trennen. So erreichen die Jungfor- Durch den Klimawandel bedingte Temperaturschwankungen
scher zwei Dinge gleichzeitig: Der Strand wird gesäubert und konnte der Jungforscher aus den Datenreihen allerdings klar
seine natürliche Zusammensetzung bleibt erhalten. ablesen: Vor allem das Frühjahr ist deutlich wärmer geworden.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019
Preisträger der Landeswettbewerbe 09
JUGEND FORSCHT
TECHNIK GEO- UND RAUMWISSENSCHAFTEN
Kim Ellen Köpping (15) Immanuel Elija Blaum (16)
Amelie Wilper (15) Emmanuel-Felke-Gymnasium, Bad Sobernheim
Gymnasium Schloß Neuhaus, Paderborn
NORDRHEIN-WESTFALEN RHEINLAND-PFALZ
Mealworms Optimierter Einsatz von Dünger beim Anbau
von Möhren und Untersuchung von Dünger-
rückständen
Insekten können den menschlichen Speiseplan bereichern, Welches ist das beste Düngemittel für den Gemüseanbau?
zumal die Ökobilanz ihrer Zucht positiver ausfällt als die der Immanuel Elija Blaum legte neun Testflächen im Garten an,
klassischen Massentierhaltung. Kim Ellen Köpping und Ame- auf denen er Möhren aussäte. Neben Kunstdünger in unter-
lie Wilper bauten eine Mehlwurmzucht auf und identifizierten schiedlichen Dosierungen setzte er Biodünger, Pferdemist
Möhren als bestes Futtermittel für die Tiere. Die beiden entwi- und Kalimagnesia ein. Ein Feldstück ließ er als Referenz un-
ckelten konkrete Ansätze einer großtechnischen Verarbeitung, gedüngt. Beim Vergleich der verschiedenen Dosierungen des
indem sie das Modell einer Fertigungsstraße bauten. Dort kön- Kunstdüngers schnitt die Parzelle am besten ab, auf der nur
nen die Tiere gezüchtet, schockgefroren, geröstet und gewürzt die Hälfte der empfohlenen Menge ausgebracht worden war.
werden. In einer Meinungsumfrage ermittelten sie die Akzep- Auf dem Feldstück ohne Dünger war der Ertrag überraschen-
tanz des tierischen Nahrungsmittels: 60 Prozent der Befrag- derweise noch höher. Das beste Ergebnis erzielte jedoch die
ten können sich demnach vorstellen, Insekten zu essen. Auch mit Biodünger bearbeitete Fläche. Ergänzende Laboranalysen
in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit stellen Insekten eine echte zeigten zudem, dass Bestandteile der Düngemittel – speziell
Alternative zum Fleischkonsum des Menschen dar, so das Er- Kali und Stickstoff – auch in den Möhren nachweisbar waren.
gebnis der Jungforscherinnen. Der Jungforscher plädiert daher für ein sparsames und biolo-
gisches Düngen.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019
10 Preisträger der Landeswettbewerbe
JUGEND FORSCHT
TECHNIK TECHNIK
Antonella Polzin (18) Niclas Knesebeck (14)
Wilhelm-Ostwald-Schule, Leipzig Cedric Hentschel (15)
Robin Raifarth (15)
Private Allgemeinbildende Schulen, Großkorbetha
SACHSEN SACHSEN-ANHALT
Geopolymerbeton – ein umweltfreundlicher Ist der Wald sicher genug?
und effizienter Baustoff
Die Produktion von Zement geht mit einer hohen Emission an Bedingt durch den Klimawandel droht das Ausmaß von Dür-
Treibhausgasen einher, weil seine Bestandteile im Herstel- ren zuzunehmen, wodurch auch die Waldbrandgefahr steigt.
lungsprozess sehr stark erhitzt werden müssen. Da man bei Niclas Knesebeck, Cedric Hentschel und Robin Raifarth be-
der Betonproduktion sehr große Mengen an Zement benötigt, fassten sich im Rahmen ihres Forschungsprojekts mit der Fra-
suchte Antonella Polzin nach einer klimafreundlichen Alternati- ge, wie ein ausgebrochenes Feuer in einem Forst möglichst
ve für das Material. Sie stieß auf Geopolymere – also Mischun- schnell und effizient gelöscht werden kann. Zur Veranschauli-
gen, die unter anderem Silizium- und Aluminiumoxid enthalten. chung ihrer Ideen bauten die Jungforscher einen Modellwald
Die Jungforscherin fertigte zwei Arten von Betonplatten an: eine im Maßstab einer Spielzeugeisenbahn. Damit die Feuerwehr-
aus herkömmlichem Beton und eine aus Geopolymerbeton. Im autos bei Bedarf schnell zum Einsatzort gelangen können, kon-
Labor verglich sie die technischen Eigenschaften beider Pro- zipierten sie die Waldwege ausreichend breit und befestigten
dukte und berechnete jeweils Kosten und Umweltverträglichkeit sie mit Schotter. In speziellen Parkbuchten mit Brunnen sollen
der Baustoffe. Der Geopolymerbeton erwies sich im Vergleich die Rettungsfahrzeuge Wasser aufnehmen. Außerdem legten
als ökologischer und auch seine hohe Festigkeit überzeugte. Er sie Wege versetzt an, sodass sich kein Durchzug und somit
ist jedoch deutlich teurer und schwerer zu verarbeiten. auch kein Feuersturm bilden kann.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019Preisträger der Landeswettbewerbe 11
JUGEND FORSCHT
CHEMIE CHEMIE
Hagen Carstensen (18) Leander Strauch (17)
Jasper Nickelsen (17) Goetheschule Ilmenau
Lars Ebel (18)
Hermann-Tast-Schule Husum
SCHLESWIG-HOLSTEIN THÜRINGEN
Biogasreaktor als Redox-Flow-Batterie Mikroalgen – Energiequelle der Zukunft
Für eine erfolgreiche Realisierung der Energiewende in Algen gelten als Energierohstoff der Zukunft. Leander Strauch
Deutschland fehlen immer noch geeignete Stromspeicher. Ha- untersuchte, ob aus Algenöl ein Treibstoff gewonnen werden
gen Carstensen, Jasper Nickelsen und Lars Ebel kamen daher kann, der herkömmlichem Biodiesel aus Raps ähnelt. Er extra-
auf die Idee, es der Natur nachzumachen: Wenn Biomüll ver- hierte im Labor aus Pulver der Alge Chlorella ein Öl und baute
gärt, laufen chemische Redox-Prozesse ab, bei denen Elekt- dieses chemisch mithilfe der sogenannten „Umesterung“ zu
ronen transportiert werden. Es fließt also Strom. Die drei Jung- einem Biotreibstoff um. Zum Vergleich unterzog er auch das
forscher konstruierten ein beheizbares Glasgefäß mit Rührer, Rapsöl diesem Prozess. Bei einem Vergleich der beiden ge-
Gasuhr, Stromsensor und Mikrocontrollersteuerung. Mithilfe von wonnenen Methylester stellte der Jungforscher fest, dass der
Bakterien aus dem Wattenmeer vergoren sie darin Maisgrieß Rapsmethylester viel ruhiger verbrennt als der zähflüssigere
und grünen Tee. Ihre Kleinanlage erzeugte so über einen Algenmethylester. Seine Berechnungen ergaben zudem, dass
längeren Zeitraum Spannung und Strom. Mit diesem Ergeb- der Anbauflächenbedarf zur Gewinnung von Algenöl größer ist
nis erbrachten sie den Nachweis, dass ein Bioreaktor wie ein als beim Rapsöl. Da Algen aber nicht nur flächig, sondern in
günstiger und umweltfreundlicher Akku funktionieren kann. Fotobioreaktoren in mehreren Ebenen angebaut werden kön-
nen, sieht er für den Algentreibstoff dennoch Perspektiven.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 201912 Preisträger der Landeswettbewerbe
SCHÜLER EXPERIMENTIEREN
PREISTRÄGER DER LANDESWETTBEWERBE
SCHÜLER EXPERIMENTIEREN
MATHEMATIK / INFORMATIK PHYSIK
Amelie Simon (13) Ferdinand Karnath (14)
Jannis Weisbrodt (13) Heinrich-Hertz-Gymnasium, Berlin
Hannah Werner (14)
Ludwig-Frank-Gymnasium Mannheim
BADEN-WÜRTTEMBERG BERLIN
Wer den Cent nicht ehrt: Sollte Kleingeld ab- Light up my city – vom bestehenden Stromver-
geschafft werden? sorgungsnetz unabhängig machen
Der Umgang mit Ein- und Zwei-Cent-Münzen ist für Kunden und Der Betrieb der Berliner Straßenbeleuchtung verbraucht gro-
Händler oft lästig. Amelie Simon, Jannis Weisbrodt und Hannah ße Strommengen – denn 90 Prozent der Laternen nutzen noch
Werner wollten daher wissen, wie sinnvoll eine Abschaffung der immer Glühlampen und nur 10 Prozent energiesparende LEDs.
Münzen wäre. Im Rahmen einer Umfrage fanden sie heraus, Ferdinand Karnath entwickelte daher eine LED-Laterne im
dass dies rund zwei Drittel der Befragten befürworten. In ei- Altberliner Stil, die unabhängig vom Netz betrieben werden
ner mathematischen Simulation wiesen die Jungforscher nach, kann. Der Jungforscher setzte auf drei Energiequellen und
dass eine Rundung von Rechnungsbeträgen an der Kasse auf speicherte den Strom in einem Akku. Tagsüber liefert eine So-
fünf Cent nicht zu einer systematischen Bevorzugung von Käu- larzelle Strom, bei Wind springt ein kleines Windrad ein. Als
fern oder Verkäufern führen würde. Darüber hinaus errechneten dritter Energielieferant dient ein sogenannter piezoelektrischer
sie, dass durch den Verzicht auf die Münzen aus Stahl und Kup- Erschütterungswandler. Dieser nutzt den Effekt, dass an ei-
fer viel Energie eingespart werden könnte: Insgesamt würden nem Festkörper bei elastischer Verformung eine elektrische
jährlich 3 000 Tonnen weniger Kohlendioxid ausgestoßen wer- Spannung entsteht. Der neue Dreiklang aus Stromquellen
den, die bei der Rohstoffgewinnung entstehen. kann die nächtlichen Straßen der Hauptstadt nun nachhaltig
klimafreundlich erhellen.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019Preisträger der Landeswettbewerbe 13
SCHÜLER EXPERIMENTIEREN
CHEMIE ARBEITSWELT
Bruno Poldrugac (13) Linus Weiffen (11)
Nils Kolja Hartig (12) Alrik Nottrott (11)
Luise Bürgers (14) Goethe-Gymnasium Bensheim
Deutsche Internationale Schule Zagreb, Kroatien
HAMBURG HESSEN
Ökologisch 3-D-Drucken: unsere Neuentwick- Das kalte Klassenzimmer
lung von Filament
In 3-D-Druckern werden häufig nicht biologisch abbaubare Löst man Salze in Wasser, führt dies je nach Salzart zu einer
Kunststoffe als Druckmaterial, dem sogenannten Filament, Abkühlung der Lösung. Linus Weiffen und Alrik Nottrott teste-
eingesetzt. Bruno Poldrugac, Nils Kolja Hartig und Luise Bür- ten, ob sie mit diesem Verfahren die Lufttemperatur im som-
gers interessierten sich für umweltfreundliche Alternativen aus merlich aufgeheizten Klassenzimmer senken können. Im ersten
nachwachsenden Rohstoffen. Sie wählten zwei Varianten aus: Schritt experimentierten sie mit mehreren Salzen und fanden
Stärke sowie Chitosan, das aus dem Strukturmaterial Chitin er- heraus, dass Ammoniumnitrat am zuverlässigsten abkühlt. Die
zeugt wird. Während das Filament auf Basis von Chitosan nicht Jungforscher konstruierten ein Klassenzimmermodell in Form
überzeugte, ließ sich aus Stärke unter Zusatz von Glycerin eines Kastens und kühlten die Luft darin mit der beschriebenen
und Essig ein verwertbarer Werkstoff herstellen. Noch besser Methode erfolgreich ab. Bereits nach acht Minuten stieg die
schnitt im Labor eine Kombination aus Stärke, Chitosan, Essig Temperatur jedoch wieder langsam an. Die beiden schließen
und Glycerin ab. Die Praxistauglichkeit dieser Mixtur konnten daraus, dass eine längere Kühlung mit dem Salz nicht möglich
die Jungforscher im Rahmen des Testdrucks eines 3-D-Stifts ist. Ihre ergänzende Idee: Das Salz, das nach dem Verdunsten
bestätigten. Aus diesen Erkenntnissen resultieren positive Aus- des Wassers in der Sonne übrig bleibt, können sie anschlie-
sichten für ökologisches 3-D-Drucken der Zukunft. ßend erneut für die Temperaturabsenkung nutzen.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 201914 Preisträger der Landeswettbewerbe
SCHÜLER EXPERIMENTIEREN
ARBEITSWELT GEO- UND RAUMWISSENSCHAFTEN
Julian Mossakowski (14) Samuel Schmitz (13)
Martino-Katharineum Gymnasium, Braunschweig Jan Reddig (12)
Gymnasium St. Mauritz, Münster
NIEDERSACHSEN NORDRHEIN-WESTFALEN
Die Dämmplatte aus biologisch abbaubaren Ausflug in die Stratosphäre – das Wetter-
Stoffen ballonprojekt der MINT-AG
Die Wärmedämmung von Häusern ist eine bewährte Metho- Wie verändern sich Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck
de zur Einsparung von Heizkosten und CO2-Emissionen. Häu- innerhalb der Atmosphäre in verschiedenen Höhen? Um das
fig werden dafür allerdings Dämmplatten aus erdölbasierten herauszufinden, ließen Samuel Schmitz und Jan Reddig einen
Kunststoffen verwendet, die als Sondermüll entsorgt werden Wetterballon steigen. Sie statteten ihn mit einer Sonde aus, die
müssen. Julian Mossakowski entwickelte daher eine um- neben Kameras auch einen Datenlogger und einen GPS-Sen-
weltfreundlichere Alternative: Dämmplatten aus biologisch der beinhaltete. Der Ballon dehnte sich auf seiner Fahrt stark
abbaubaren Stoffen. Diese lassen sich nach ihrem Einsatz aus, weil der Atmosphärendruck auf 11 Hektopascal fiel – rund
kompostieren oder klimaneutral verbrennen. Als Grundstoffe ein Prozent des Luftdrucks auf Meereshöhe. Die Temperatur-
dienten Laub, Heu und Sägespäne, die zu quadratischen Plat- messungen ergaben einen Tiefstwert von minus 45 Grad Celsi-
ten gepresst werden. Um das Material zu verfestigen, wählte us in etwa 11 Kilometern Höhe an der Grenze zwischen Tropo-
der Jungforscher Maisstärke als Kleber. Danach testete er die sphäre und Stratosphäre. In einer Höhe von rund 29 Kilometern
Wärmeisolierung seiner Platten und kam zu einem positiven platzte der Wetterballon schließlich. Nach drei Stunden landete
Ergebnis: Sie können Häuser fast genauso gut abdichten wie er dank eines integrierten Fallschirms 76 Kilometer vom Start-
handelsübliche Dämmplatten. punkt entfernt wieder auf der Erde.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019Preisträger der Landeswettbewerbe 15
SCHÜLER EXPERIMENTIEREN
PHYSIK TECHNIK
Elise Höhn (14) Liv Richter (14)
Elisabeth Damm (14) Max-Planck-Schule, Kiel
BurgGymnasium Kaiserslautern Josie Zacharias (14)
Käthe-Kollwitz-Schule, Kiel
RHEINLAND-PFALZ SCHLESWIG-HOLSTEIN
Optimale Nutzung der Sonnenenergie in Energiesparen mit einem automatischen
einem Parabolspiegel Stromschalter
Ein Parabolspiegel lässt sich nicht nur zum Wasserkochen nut- Elektrische Geräte verbrauchen bekanntermaßen auch im
zen, sondern auch zur Entsalzung von Meerwasser. Elise Höhn Stand-by-Modus Strom. Pro Jahr und Gerät ermittelten Liv
und Elisabeth Damm untersuchten, unter welchen Rahmenbe- Richter und Josie Zacharias beispielhaft Stromkosten von 1 bis
dingungen das am besten gelingt. Sie wählten verschiedene 3 Euro. Um diesen unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden,
Formen, Größen und Materialien von Wassergefäßen, die sie suchten sie nach Möglichkeiten, die Haushaltsgeräte mithilfe
jeweils in den Brennpunkt des Spiegels stellten. Dabei fanden eines Zwischensteckers vollständig vom Netz zu trennen. Dazu
die Jungforscherinnen heraus, dass sich Gefäße am besten nahmen sie Messungen an verschiedenen Arten von Schaltun-
eignen, die möglichst rund, klein und dünnwandig sind. Es gen vor: Sie analysierten eine Relaisschaltung, eine Gatter-
zeigte sich, dass die Temperatur relativ linear bis etwa 70 Grad schaltung, eine Steuerung auf Basis des Minicomputers Ar-
Celsius anstieg und die Kurve dann abflachte. Besonders duino sowie eine sprachgesteuerte Variante. Dabei fanden die
schnell erhöhte sich die Temperatur in einem geschlossenen beiden heraus, dass ältere Geräte mehr Strom im Standy-by-
Behälter, der unter Druck stand. Mit diesem Wissen ließen sich Modus verbrauchen als jüngere. Sie sind überzeugt, dass sich
einige Milliliter Wasser entsalzen. mit entsprechend ausgestatteten Zwischensteckern der insge-
samt hohe Stand-by-Verbrauch erheblich verringern lässt.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 201916 Preisträger der Landeswettbewerbe
SCHÜLER EXPERIMENTIEREN
CHEMIE
Leon Scheller (13)
Malte Nickel (13)
Jannek Hoffmann (12)
Albert-Schweitzer-Gymnasium Ruhla
THÜRINGEN
Gefärbte T-Shirts – Geht es bunt und gesund?
In den Textilfabriken in Südostasien herrschen oft schlechte
Arbeitsbedingungen und besonders das chemische Färben
stellt für die Arbeiter ein erhebliches Gesundheitsrisiko dar.
Leon Scheller, Malte Nickel und Jannek Hoffmann untersuch-
ten daher, welche Naturstoffe sich zum Färben von Baumwoll-
stoff eignen. Sie wählten Kurkuma, Rotkraut, Rote Bete sowie
Brennnesseln und stellten daraus jeweils einen Farbsud her.
Die gefärbten Stoffe wurden anschließend gewaschen. Dabei
erwies sich lediglich das Kurkuma als relativ beständig, alle an-
deren Farbstoffe verblassten nach dem Waschen stark. Auch
die in der Haushaltsliteratur vorherrschende Annahme, Essig
könne die Farbe fixieren, konnten die Jungforscher bei ihren
Testwaschungen nicht bestätigen. Ihr Fazit: Die Textilfärbung
mit reinen Naturfarben bietet noch viel Optimierungspotenzial.
SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019impressum 17 IMPRESSUM Herausgeber Stiftung Jugend forscht e. V. Baumwall 5 20459 Hamburg www.jugend-forscht.de Verantwortlich Dr. Daniel Giese Redaktion und Koordination Britta Rau Erstellung der Projektbeschreibungen Christa Friedl Frank Grotelüschen Bernward Janzing Gestaltung Valentum Kommunikation GmbH, Regensburg www.valentum-kommunikation.de Fotos BASF (Seite 07/ links) Bayer AG (Seite 09/ links) Boehringer Ingelheim / Martin Kämper (Seite 15/ links) WEMAG / Stephan Rudolph (Seite 08 / links) Alle übrigen: Stiftung Jugend forscht e. V. SONDERPREISE KLIMASCHUTZ 2019
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