2. BilRess-vor-Ort: Tandem-Workshop - Ressourcenschonung und kritische Metalle

Am 03.12.2020 fand das 2. BilRess-vor-Ort als Online-Veranstaltung statt. Der “Tandem-Workshop - Ressourcenschonung und kritische Metalle” wurde gemeinsam mit dem Schülerlabor DLR_School_Lab der Universität Augsburg (Projekt: Flatscreen & Co. – Unter die Lupe genommen) und dem Schülerlabor NatLab der Freien Universität Berlin (Projekt: Kritische Metalle in Smartphones & Co - Botschafter für die Intensivierung der Kreislaufwirtschaft) erarbeitet. Dieses Umweltbildungsangebot richtete sich vor allem an Lehrer*innen wie auch angehende Lehrkräfte der allgemeinbildenden und berufsbildenden Schulen. Die Metalle Lithium und Cobalt waren Bestandteil des ersten Workshops und wurden über Stoffgeschichten und Laborexperimente ausführlich behandelt. Das Seltenerdmetall Neodym war Inhalt in zweiten Workshop und wurden u. a. in einem Serious Game beleuchtet. Im Anschluss an jeden Workshop war Raum um Rückfragen zu klären und Zeit für die 13 Teilnehmenden zu diskutieren. Die Kooperation-Idee ist bei der 13. BilRess-Netzwerkkonferenz entstanden, bei der das Schülerlabor NatLab einen Workshop angeboten hat, an dem eine wissenschaftliche Mitarbeiterin der Universität Augsburg teilnahm. Eine Wiederholung der Inhalte ist denkbar. 

Programmbeschreibung

14:45   Öffnung der digitale Veranstaltung, Eintreffen / Einloggen der Teilnehmenden
15:00   Begrüßung, Prof. Holger Rohn, BilRess-Netzwerk
15:10   Workshop 1: Lithium & Cobalt
           Theorie: Dr. Volker Zepf, Universität Augsburg;
           Praxis: Dr. Katharina Kuse & Dr. Carmen Lawatscheck, FU Berlin
16:10   Pause
16:20   Workshop 2: Neodym
          Theorie: Dr. Volker Zepf, Universität Augsburg;
          Praxis: Dr. Katharina Kuse & Amiera Hadi, FU Berlin 
17:30   Verabschiedung und Ende, Laura Gottschalk, BilRess-Netzwerk

 

Workshop 1: Lithium & Cobalt (15:10 -16:10 Uhr)

Theorie: 

Anhand von Stoffgeschichten werden die wesentlichen Aspekte beim Abbau und der Produktion von Lithium und Cobalt dargestellt. Eine Stoffgeschichte ist eine narrative wissenschaftliche Methode, welche den Lebensweg eines Rohstoffes aufzeigt, angefangen vom Abbau über die Separation, Produktherstellung, Nutzung bis zu den Re-Phasen (z.B. Recycling) und den End-of-Life Phasen. Eine kurze Einführung zu den Stoffgeschichten und wie sie im Unterricht eingebaut werden können, bildet den Rahmen für die weiteren inhaltlichen Ausführungen.

Bei Lithium sind die wesentlichen Aspekte die Gewinnung aus Salzlaugen (‚brines‘) im Lithium-Dreieck von Chile, Argentinien und Bolivien im Vergleich zur Gewinnung aus Erzen in Australien. Beide Gewinnungsmethoden haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Umwelt und Vor- und Nachteile.

Cobalt wird überwiegend in der Demokratischen Republik Kongo gefördert und zählt zu den Konfliktrohstoffen. Neben negativen Auswirkungen der Gewinnung von Cobalt auf die Umwelt erfolgen zum Teil Menschenrechtsverletzungen. Auch politische und wirtschaftliche Konflikte gehen mit dem Abbau des Rohstoffs einher.

Praxis:

Über ein neues Laborexperiment lernen Schüler*innen der Sekundarstufen ein Verfahren kennen, wie die beiden Technologie-Metalle Lithium und Cobalt aus einem Lithium-Polymer-Akku zurückgewonnen werden können. Auf physikalischem und chemischen Wege isolieren die Schüler*innen die Metalle und weisen sie im Anschluss analytisch nach. Gleichzeitig werden die Schüler*innen in Arbeitsmethoden der chemischen Praxis geschult, darunter Rückflusssieden, Vakuumfiltration und diverse Fällungsreaktionen. Das Experiment wird im Schülerlabor durchgeführt.

Workshop 2: Neodym (16:20 -17:30 Uhr)

Theorie:

Eine weitere Stoffgeschichte behandelt den Abbau und die Gewinnung von Neodym, dem wesentlichen Grundstoff für die Herstellung der stärksten Permanentmagnete, die vom Smartphone über den Robotermotor bis hin zu Windrädern benötigt werden. Beim Abbau ergeben sich eine ganze Reihe von Umweltrisiken, die jedes für sich betrachtet, lösbar sind. Dazu kommt die politische Komponente, dass China nun schon seit mehr als 20 Jahren ein Produktionsmonopol besitzt, was zunehmend als Problem gesehen wird. Die Stoffgeschichten beleuchten das Thema aus unterschiedlichen Blickwinkeln und bieten ein umfassendes Verständnis komplexer Zusammenhänge.

Praxis:

Das chemische Experiment zu dem Seltenerdelement Neodym zeigt auf, wie das Metall aus defekten Althandys zurückgewonnen werden kann. Um den Kreis der Schüler*innen zu erweitern und auch diejenigen teilhaben zu lassen, die aufgrund von räumlicher Distanz oder gesundheitlichen Einschränkungen nicht vor Ort im Labor arbeiten können, wurde die Experimentierfolge in ein Serious Game übersetzt. Darin enthalten sind Wissensblöcke und Rätsel zum Thema kritische Metalle, sowie Erläuterungen zu den durchgeführten chemischen Reaktionen. In Mini-Games können die Schüler*innen ihre Geschicklichkeit beim „praktischen“ Arbeiten testen. Es wird ein Magnet entmagnetisiert, Redoxchemie und Säure-Base-Chemie betrieben und Fällungsreaktionen durchgeführt. 

Die Teilnehmenden des Workshops erhalten nach Anmeldung die Zugangsdaten für dieses virtuelle Laborexperiment. 

Datum: 03. Dezember 2020
Uhrzeit: 15:00 – 17:30 Uhr
Ort: Online, GoToMeeting