Nachhaltigkeit zum Anfassen

Steinbeis-Schülerinnen und -Schüler entdecken Recycling und Energie für die Zukunft am Campus Tuttlingen

Was haben Kunststoffe mit Nachhaltigkeit zu tun? Wie lassen sich Sonnenenergie und Abwärme gemeinsam nutzen? Welche Rolle spielen Batterien und Wasserstoff für eine nachhaltige Energieversorgung? Beim Projekttag „Nachhaltige Lehre und Forschung an der HFU“ erhielten Schülerinnen und Schüler der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule praxisnahe Einblicke in aktuelle Lehr- und Forschungsprojekte der Hochschule Furtwangen. Eine Vorlesung zum Thema Kunststofftechnik, Experimente aus Physik und Chemie, drei Vorträge der Arbeitsgruppe EnergieSpeicherSysteme (ESS), Laborbesichtigungen und eigene Erprobungen machten Zukunftstechnologien unmittelbar erlebbar.

Der Campus Tuttlingen bot dafür den passenden Rahmen. Als „Industry Campus“ verbindet er praxisorientierte Lehre und anwendungsnahe Forschung mit einer engen Zusammenarbeit zwischen Hochschule und regionaler Industrie. Moderne Labore und kurze Wege zwischen den Fachgebieten ermöglichen es, technische Entwicklungen anschaulich zu vermitteln und direkt mit gesellschaftlichen Zukunftsfragen zu verknüpfen. 

Kunststofftechnik und Nachhaltigkeit?

Den Auftakt am Vormittag bildete eine Vorlesung zum Thema Kunststofftechnik von Link öffnet sich im gleichen Fenster:Maren Gernsheimer und Link öffnet sich im gleichen Fenster:Prof. Dr. Ulrich Gloistein, die einen spannenden Einblick in die Welt der Kunststoffe gab. Im Mittelpunkt stand ihre enorme Bedeutung für unseren Alltag und ihre Auswirkungen auf die Umwelt. Die Teilnehmenden erfuhren, warum Kunststoffe aufgrund ihrer großen Verbreitung und langen Zersetzungszeiten eine der zentralen Herausforderungen unserer Zeit darstellen. Gleichzeitig wurden die grundlegenden Eigenschaften verschiedener Kunststoffe erklärt und aufgezeigt, welche Möglichkeiten das Kunststoffrecycling bietet. Auch innovative Ansätze wie Biokunststoffe wurden vorgestellt und hinsichtlich ihrer Chancen und Grenzen diskutiert.

Im Anschluss wechselte die Theorie in die Praxis: Bei einer Reihe spannender Experimente aus Physik und Chemie, präsentiert von Link öffnet sich im gleichen Fenster:Dr. Jawad Slieh, konnten die Teilnehmenden Naturwissenschaften hautnah erleben. Fluoreszierende Farben sorgten für leuchtende Effekte, während eindrucksvoll demonstriert wurde, wie durch Musik erzeugte Schallwellen Flammen sichtbar beeinflussen können. Auch der faszinierende stroboskopische Effekt zeigte, wie leicht sich unsere Wahrnehmung täuschen lässt. Die Experimente luden nicht nur zum Staunen ein, sondern machten wissenschaftliche Zusammenhänge auf anschauliche und unterhaltsame Weise erlebbar. So verband der Vormittag fundiertes Wissen mit praktischen Erlebnissen und weckte auf moderne Weise die Begeisterung für Naturwissenschaften.

Drei Impulse aus der Arbeitsgruppe ESS

Einen weiteren Schwerpunkt des Projekttags gestaltete die Arbeitsgruppe ESS mit drei aufeinander abgestimmten Vorträgen. Mit Link öffnet sich im gleichen Fenster:Prof. Dr. Ulrich Gloistein und Link öffnet sich im gleichen Fenster:Prof. Dr. Frank Allmendinger waren zwei Professoren aus unterschiedlichen Fachgebieten an der Gestaltung des Projekttags beteiligt. Gloistein brachte seine Perspektive aus den Materialwissenschaften und dem Klimaschutz ein, Allmendinger seine Expertise im Bereich der Energiespeichersysteme.

Den Auftakt der Nachmittagssession übernahm Link öffnet sich im gleichen Fenster:Dimitri Schultheis, akademischer Mitarbeiter im Projekt AuToS SW-BW. Er stellte das neue Lehrexperiment „Sonne doppelt ernten: Wassergekühlte Photovoltaik mit Stirling-Abwärmenutzung“ vor. Entwickelt wurde das Konzept gemeinsam mit Prof. Gloistein und Link öffnet sich im gleichen Fenster:Victoria-Katharina Martinelli. Das Experiment verbindet die Kühlung eines Photovoltaikmoduls mit der Nutzung der dabei abgeführten Wärme. Während ein gekühltes und ein baugleiches ungekühltes Modul miteinander verglichen werden, speist die gewonnene Wärme einen Niedertemperatur-Stirlingmotor. Studierende können künftig elektrische Leistung, Temperaturen und Wärmeströme erfassen und untersuchen, wie sich PV-Mehrertrag und Abwärmenutzung optimal aufeinander abstimmen lassen. Am Tag der Nachhaltigkeit wurde zugleich auch die Bewilligung des Lehrexperiments bekannt gegeben. Damit kann der Demonstrator nun für Lehrveranstaltungen, studentische Projekte und Abschlussarbeiten umgesetzt werden. 

Im zweiten Vortrag präsentierte Link öffnet sich im gleichen Fenster:Stefan Raiber Ergebnisse aus dem abgeschlossenen Link öffnet sich im gleichen Fenster:Forschungsprojekt BLITZ und gab einen Ausblick auf das neue Projekt MBC – Maritime Battery Cockpit. Im Projekt BLITZ wurde untersucht, wie sich Lithium-Ionen-Zellen bei niedrigen Temperaturen durch elektrische Pulse von innen erwärmen lassen. Die Versuche erreichten eine Erwärmung um bis zu 13 Grad Celsius; nach 400 Erwärmungsvorgängen lag der ermittelte State of Health der untersuchten Zellen weiterhin bei 99 Prozent. MBC richtet den Blick auf die elektrische Mobilität auf dem Wasser. Das Projekt entwickelt eine Reichweitenprognose für elektrisch angetriebene Boote, die neben Batteriekapazität und Bootseigenschaften auch Einflüsse wie Wind, Wellen, Strömung und Wassertiefe berücksichtigt. Eine App soll die Fahrtenplanung unterstützen, den Ladezustand darstellen und die voraussichtlich erreichbare Reichweite visualisieren. 

Den dritten Vortrag hielt Prof. Allmendinger. Er erläuterte Grundlagen verschiedener Energiespeichersysteme und ordnete ihre gesellschaftliche Bedeutung für Klimaschutz, Versorgungssicherheit und eine nachhaltige Energieversorgung ein. Da erneuerbare Energien nicht jederzeit bedarfsgerecht zur Verfügung stehen und die Gleichzeitigkeit von Energieerzeugung und -verbrauch nicht immer gegeben ist, übernehmen Speichertechnologien eine zentrale Rolle. Sie ermöglichen unter anderem eine gezielte Lastverschiebung und tragen dazu bei, zeitliche Unterschiede zwischen Erzeugung und Verbrauch auszugleichen. Die drei Beiträge zeigten aus unterschiedlichen Perspektiven, wie technische Innovation, innovative Lehre und gesellschaftliche Verantwortung zusammenwirken. 

Wasserstofftechnik und virtuelle Realität erleben

Die Schülerinnen und Schüler lauschten jedoch nicht nur spannenden Vorträgen, sondern besuchten auch die dazugehörigen Labore am Campus Tuttlingen. Ein besonderes Highlight war das Wasserstofflabor im Link öffnet sich im gleichen Fenster:Innovations- und Forschungs-Centrum Tuttlingen (IFC). Die Studierenden Sarah Keser und Georg Paul Vogel berichteten dort über ihre Arbeit mit dem Wasserstoffschulungssystem (WaSS). Das System bildet den Kreislauf von der Wasserelektrolyse über die Wasserstoffspeicherung bis zur Rückverstromung in einer Brennstoffzelle ab.

Keser gab Einblicke in ihre Weiterentwicklung des WaSS Companion, der Messdaten direkt aus dem System ausliest und unter anderem Elektrolyse, Speicherung, Brennstoffzellenbetrieb und Kühlkreisläufe visualisiert. Vogel stellte die XR-Erweiterung vor, mit der sonst unsichtbare Vorgänge wie Ionentransport und Energieflüsse dreidimensional erfahrbar werden sollen. So verbindet das WaSS reale Technik, Live-Daten und virtuelle Darstellungen zu einem praxisnahen Lern- und Qualifizierungskonzept. 

Die Arbeiten waren wenige Wochen zuvor von Allmendinger auf der Link öffnet sich im gleichen Fenster:internationalen Fachmesse ees Europe in München präsentiert worden. Nun konnten auch die Schülerinnen und Schüler die VR-Brille selbst ausprobieren. Sie hörten aufmerksam zu, stellten zahlreiche Fragen und nutzten die Gelegenheit, die Labore und technischen Anlagen aktiv kennenzulernen. Martinelli begleitete den Projekttag für die Arbeitsgruppe im Bereich Wissenschaftskommunikation und Öffentlichkeitsarbeit. 

Der Projekttag vermittelte einen lebendigen Eindruck davon, wie am Campus Tuttlingen fachübergreifende Zusammenarbeit gelebt wird: Lehrende, Mitarbeitende und Studierende verbinden Materialwissenschaften, Energiespeicherung, Wasserstofftechnik und Wissenschaftskommunikation zu anschaulichen Bildungs- und Transferangeboten. Die große Neugier der Jugendlichen zeigte, dass Nachhaltigkeit besonders dann begeistert, wenn sie nicht abstrakt bleibt, sondern gemeinsam erforscht, diskutiert und ausprobiert werden kann.