Schüler:innen entwickeln Reaktor zur Umwandlung von CO2 in Methanol
Seit März 2023 arbeiten Schüler:innen der HTL Kramsach an einem Reaktor, der das Treibhausgas CO2 in grünes Methanol umwandeln soll. Damit sind sie Teil eines größeren Forschungsprojekts unter der Leitung von Christoph Rameshan von der Montanuni Leoben in Zusammenarbeit mit der PH Tirol und Tiroler Schulen. Ziel dieses Projekts ist es, durch Umwandlung von schädlichem CO2, chemische Grundstoffe, wie Methanol oder sogenannte E-Fuels nachhaltig herzustellen. Bis zum Herbst wird der Reaktor fertiggestellt.
Die Pädagogische Hochschule Tirol ist mit Start des Sparkling Science 2.0 Projekts „Vom schädlichen Abgas zur Ressource – CO2 als wertvoller Rohstoff“, das Christoph Rameshan von der Montanuni Leoben leitet, als wissenschaftlich-pädagogischer Kooperationspartner an dem Projekt beteiligt. Die Rolle der pädagogisch-didaktischen Begleitung für die Schulen hat Patrizia Bartl übernommen. Die erfahrene Pädagogin möchte damit – gemeinsam mit Projektleiter Christoph Rameshan vom Lehrstuhl für Physikalische Chemie der Montanuniversität Leoben und gemeinsam mit der HTL für Bau und Design in Innsbruck sowie der Chemie HTL in Kramsach – einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Dass junge Menschen Interesse daran haben, sich aktiv an diesem Vorhaben zu beteiligen, zeigt die Erfahrung der Projektbeteiligten.
Ziel des Sparkling Science 2.0 Forschungsprojekts, das seit 1. Oktober 2022 bis September 2025 läuft, ist es, durch die Umwandlung des Treibhausgases CO2, chemische Grundstoffe, wie Methanol oder sogenannte E-Fuels nachhaltig herzustellen. E-Fuels sind Treibstoffe, die aus CO2, grünem Wasserstoff und mit Hilfe von Erneuerbaren Energien entstehen. Gemeinsam mit HTL-Schüler:innen ab der 10. Schulstufe sowie involvierten Citizen Scientists wird an der Etablierung eines geschlossenen CO2-Kreislaufs gearbeitet. Mit dem Projekt soll möglichst vielen Personen eine aktive Teilhabe auf dem Weg in eine CO2-neutrale Zukunft zukommen.
Mit an Bord sind zudem Schüler:innen und Lehrpersonen der Innsbrucker HTL für Bau und Design. Professionelle Logoentwicklung, der Entwurf sympathischer Maskottchen und eine verständliche Aufarbeitung der Thematik für unterschiedliche Zielgruppen in Form von Grafiken standen im ersten Projektjahr im Vordergrund. Die Ergebnisse können sich absolut sehen lassen und sollen dazu beitragen, ein öffentliches Bewusstsein für die CO2-Problematik zu schaffen.
Univ.-Prof. Dr. Christoph Rameshan, Leiter des Lehrstuhls für Physikalische Chemie an der Montanuniversität Leoben und Projektleiter des Sparkling Science Projekts: „Um die ambitionierten Klimaziele der EU erreichen zu können – also eine Einsparung von Treibhausgasen von 55 Prozent bis 2030 – ist es nötig, den CO2-Ausstoß aktiv zu senken. Mit der Verwertung von CO2 aus Abgasströmen kann ein signifikanter Beitrag geleistet werden, direkt dort anzusetzen, wo das CO2 ansonsten in die Atmosphäre entweichen würde.“
Patrizia Bartl von der PH Tirol, die die pädagogisch-didaktische Begleitung des Projekts übernommen hat und u.a. Unterrichtssequenzen gemeinsam mit der Projektleitung plant, erlebt die Jugendlichen als hochmotiviert: „Die Resonanzen auf das Projekt seitens der Öffentlichkeit und der Industrie sind groß, v.a. aber jene von Seiten der Schüler:innen. Das zeigt, dass unsere Ideen – die Notwendigkeit im Bewusstsein der Schüler:innen zu verankern, jede denkbare Möglichkeit im Kampf gegen die voranschreitende Erderwärmung zu nutzen – gefruchtet hat. Das Projekt ist definitiv ein Schritt in diese Richtung.”
Als Chemiker mit Spezialisierung auf Katalyse unterrichtet Harald Lorenz an der HTL in Kramsach und begleitet seine Schüler:innen seit März 2023 bei der Entwicklung eines Reaktors zur CO2-Umwandlung. Die projektspezifischen Inhalte sollen dabei im Zuge der Lehrplaninhalte umgesetzt werden. Nachdem die Schüler:innen unter Bezugnahme auf echte Fallbeispiele aus der Industrie Konzepte entwickelt hatten, stehen nun die Entwicklung umsetzbarer Modellprozesse sowie Planung und Bau eines Modellreaktors im Labormaßstab für die Umwandlung von CO2 im Fokus der Arbeit der Schüler:innen.
Den Chemiker, Lehrer und PHT-Mitarbeiter Harald Lorenz, der selbst lange Zeit in der Industrie arbeitete, hat die Arbeit mit Schüler:innen an einem wissenschaftlichen Projekt von Anfang an gereizt: „Das Projekt besticht v.a. durch den Realitätsbezug, aber auch bezüglich Aktualität und Notwendigkeit des Themas. Wir arbeiten hier mit den Schüler:innen im Bereich der angewandten Forschung an konkreten Problemstellungen aus der Industrie. Unser Ziel ist es, der Industrie auf ihrem Weg zur Klimaneutralität ein gutes Stück entgegenzukommen. Und für die Schüler:innen ist so eine Aufgabe in jeglicher Hinsicht ein großer Gewinn.“ Dabei geht es, so Harald Lorenz, nicht um Energiegewinnung an sich, sondern um die große Frage: wie kann jenes CO2, das als Nebenprodukt bestimmter Vorgänge, wie bei der Müllverbrennung oder vielen biotechnologischen Prozessen, etwa der Fermentierung, also z.B. beim Bierbrauen, unvermeidbar entsteht, sinnvoll verwertet bzw. in einen Kreislauf gebracht werden. Darin besteht bis dato eine große Forschungslücke – und damit ein hohes Potential. Denn diese Nebenproduktion hat einen nennenswerten Anteil am industriellen CO2-Ausstoss.
Schülerin Lydia Hörtnagl, HTL Kramsach: „Ich persönlich finde es sehr aufregend an einem so bedeutenden Projekt teilhaben zu dürfen. Die Probleme, mit welchen sich das Projekt befasst, sind uns wichtig, da die Klimakrise ein enorm präsentes Thema ist und unsere Zukunft auf diesem Planeten maßgeblich mitbestimmen wird.“
Schüler Raphael Krampl, HTL Kramsach: „Andere gehen demonstrieren oder drücken ihren Protest gegen die Untätigkeit von Politik und Gesellschaft aus. Wir haben aber die Chance, mit diesem Projekt aktiv an einer Veränderung mitzuwirken. Das Gesamtpaket, also handwerkliche Tätigkeiten, wie das Zusammensetzen der Anlagenteile bis hin zur Präsentation und Publikation der Ergebnisse in Schulen und der breiten Öffentlichkeit empfinde ich als besonders wert- und sinnvoll für meine persönliche Entwicklung. Solche Erfahrungen während der schulischen Ausbildung machen zu dürfen, ist ein Privileg.“
Auf Basis der Modellprozesse, die gemeinsam mit den Schüler:innen an der HTL Kramsach, Glas und Chemie erarbeitet werden, sollen in Zukunft weitere Pilotanlagen in der heimischen Industrie realisiert werden. „Das Interesse aus der Industrie ist enorm. Hier gibt es bereits großes Umdenken, nur die Lösungen fehlen noch. Die vorherrschende Meinung ist meist: Das funktioniert nicht oder ist nicht rentabel. Hier möchten wir einen großen Beitrag zur Aufklärung leisten. Das macht unser Projekt so wichtig“, so Projektleiter Christoph Rameshan.
Rektorin der Pädagogischen Hochschule Tirol Regine Mathies: „Dieses gemeinsame Vorhaben ist tatsächlich ein Leuchtturmprojekt und verbunden mit einem großartigen Mehrwert für die Gesamtgesellschaft. Dass wir als Pädagogische Hochschule Pädagog:innen und Schüler:innen dabei begleiten dürfen, Entwicklungsarbeit zu leisten, die für reale Szenarien, für die Industrie in Tirol wegweisend ist, erfüllt uns mit großer Freude. Schüler:innen an realen und dringend notwendigen Aufgaben für die Zukunft gut begleitet wachsen zu lassen, ist wesentlich für gelingende Lernprozesse.“
Weitere Infos:
https://www.sparklingscience.at/de/show-project.html?--typo3_neos_nodet…
