Heizen ohne Heizung
Unser einjähriges Projekt (von Daniel, Klasse 8, Julian und Maximilian, Klasse 9) zielt darauf ab eine Paste mit elektrischer Leitfähigkeit zu entwickeln, die wie Farbe aufgetragen werden kann und beim Aktivieren Wärme erzeugt. Sie wurde entwickelt, da traditionelle Heizsysteme wie Heizkörper, Fußboden- und Wandheizungen jeweils Nachteile haben. Während Heizkörper hauptsächlich die Luft erwärmen, bieten Flächenheizungen zwar eine gleichmäßige Erwärmung, reagieren aber nur langsam. Daher sollte geprüft werden, ob eine dünne Schicht der hergestellten Paste als wärmerzeugende Fläche dienen könnte, um in Zeiten von Diskussionen über nachhaltige Haussanierungen und hohen Strompreisen, schnell und energieeffizient ein angenehmes Raumklima zu schaffen. Wir nehmen damit bei Jugend forscht und am Trinationalen Schülerkongress in Offenburg teil.
Zu Beginn wurden grundlegende Versuche durchgeführt, um zu beobachten, wie Strom in Materialien wie Graphit weitergeleitet wird. Mithilfe einer Batterie wurde getestet, ob eine erste angemischte Paste mit Graphitanteilen elektrischen Strom leiten kann, was möglich war. Daraufhin wurden verschiedene Mischungen hergestellt. Dafür wurden Kalkwasser, Signa-Gel, Nanoplatelets, Graphit, Ruß und Farbpigmente verwendet. Die Mischungen wurden auf Karton und Holz aufgetragen, um zu sehen, wie gut die Schicht hält und ob sie leitfähig ist. Die Versuche ergaben, dass die Leitfähigkeit durch Farbpigmente erheblich beeinträchtigt wird. Daher lag der Fokus bei den späteren Versuchen auf Mischungen ohne Farbpigmente. Diese waren automatisch schwarz, da Ruß und Nanoplatelets eine dunkle Farbe haben. Die schwarze Paste zeigte eine deutlich bessere Leitfähigkeit und leitete den Strom zuverlässig. Zudem wurde die Stabilität der Paste analysiert, um deren Einsatzfähigkeit im Alltag zu testen. Dazu wurde die Schicht gerieben, mit Wasser angefeuchtet, einer Natronlauge ausgesetzt und mehrere Tage im Trockenschrank gelagert. In allen Fällen blieb die leitfähige Struktur größtenteils erhalten. Zudem wurde festgestellt, dass die schwarze Paste nicht brennbar ist. Damit ist die Paste auch für den Einsatz in Gebäuden einsetzbar.
