Harburg
Neugraben

Genies mit Tropfennoppen und grauem Asphalt

Oberstufenschüler des Gymnasiums Süderelbe überzeugten die Schulpreis-Jury beim Jugend-forscht-Regionalwettbewerb

Neugraben. Das sind ausgezeichnete Tüftelfüchse: Die Schüler des Oberstufenprofils „Energie- und Umwelttechnologie" haben dem Gymnasium Süderelbe den „Jugend forscht“-Schulpreis 2014 eingebracht. Damit werden Schulen ausgezeichnet, die sich in ihren Regionalwettbewerben besonders hervorgetan haben – pro Region nur eine.

Am aktuellen Wettbewerb waren die Schüler mit vier Projekten beteiligt, wovon zwei der Schulpreis-Jury besonders ins Auge fielen: Alexander Erhart mit seinem Versuchen dazu, wie man die legendäre Aerodynamik des Golfballs auf den Fahrzeugbau übertragen könnte, um so spritsparende Autos zu entwickeln sowie Lukas Borutta und Jonas Röper, die Versuche mit aufgehelltem Asphalt machten, mit dem Ziel, urbane Räume abzukühlen.

Lukas und Jonas errangen beim Regionalwettbewerb Hamburg/Elbe einen zweiten Platz. Das Problem, dem sie sich widmeten war das der so genannten Hitze-Inseln: In ohnehin schon heißen Regionen sind die Großstädte noch einmal bis zu 15 Grad wärmer, als ihre ländliche Umgebung. Einer der Hauptgründe dafür ist der schwarze Straßenbelag in den Städten. Dieser heizt sich in der Sonne stark auf und gibt die Wärme dann wieder ab, wie ein Speicherofen. Ihre Grundannahme: Wenn man den Asphalt aufhellen könnte, könnte man diesem Effekt entgegenwirken.

Als Aufheller nahmen die beiden Forscher das weltweit am weitesten verbreitete Weißpigment: Titandioxid. „Den Asphalt hatten wir aus dem Baumarkt., Das war normaler Reparaturasphalt. Den gibt es in kleinen Säcken.“, sagt Lukas Borutta.

Eine Versuchsfläche wurde mit unbehandeltem Asphalt belegt, weitere mit Asphaltmischungen in unterschiedlichen Aufhellungsgraden. Mit einer 1000-Watt-Lampe wurde die Sonne simuliert.

„Außerdem haben wir weißen Straßenlack untersucht“, sagt Lukas. Alledings führte der weiße Belag zu Blendeffekten. Doch schon eine Aufgrauung des Asphalts um wenige Nuancen brachte signifikante Unterschiede in der Erwärmungskurve. Für deutliche Effekte reicht schon ene Beimischung von einem Prozent Titandioxid. Bis zu zehn Prozent halten die beiden Forscher für wirtschaftlich vertretbar.

Alexander Erhart befasste sich mit dem Golfball-Effekt. Dem Golfball verleihen seine Noppen einen stabilen Flug durch eine hervorragende Aerodynamik. In den Noppen verschwinden die Turbulenzen, die den Ball sonst ablenken würden. Alexander fragte sich, ob man diesen Effekt auf Fahrzeugoberflächen nutzen könnte. „Erstaunlicherweise nicht, jedenfallls nicht so, wie beim Golfball", fand er heraus.

Im Windkanal an der TU Harburg entdeckte er, dass runde Noppen an ohnehin turbulenten Bereichen seiner Fahrzeugmodelle die Turbulenzen noch verstärkten „Besonders um die Radläufe herum war das Problem sehr stark“, sagt er. Die Folge: Mit den kreisrunden Noppen hätte sich der Kraftstoffverbrauch seines Modell-Minis sogar gesteigert. Abhaken wollte Alexander seine Idee jedoch nicht. Er forschte weiter und hatte ein Heureka-Erlebnis: „Ich habe herausgefunden, dass man mit tropfenförmigen Noppen den Spritverbrauch eines normalen Mini um einen halben Liter auf 100 Kilometer senken könnte“, sagt er.

Das Profil „Energie- und Umwelttechnologie“ wird von Schulleiter Thomas Fritsche persönlich geleitet. Die Schüler haben vier Wochenstunden Physikunterricht, vier Mathematik, vier Politik/Gesellschaft/Wirtschaft und zwei Stunden Seminar. „Im Seminar erarbeiten meine Schüler ihre Wettbewerbsbeiträge“, sagt Fritsche. Bei „Jugend forscht“ kamen aus dem Seminar noch zwei weitere Projekte. Deren Themen waren: Wärmedämmung mit Vakuumtechnologie und die wirklich wichtige Frage: Wie wärme ich meine Hände im Winter?