„Jugend forscht“: Erfindergeist trifft Start-up-Feeling

Innovationen | Karriere bei thyssenkrupp | Womit entfernen wir Plastik aus dem Ozean? Wie können Elektroautos kontaktlos geladen werden? Und was können wir für ein gesundes Raumklima ohne Feinstaub tun? Mit diesen und vielen weiteren Fragen haben sich die Nachwuchstüftler beim diesjährigen „Jugend forscht“-Regionalwettbewerb bei uns in Dortmund an die ganz großen gesellschaftlichen Themen herangewagt.

Insgesamt 62 Jung-Forscher und -Forscherinnen kamen Ende Februar in die Dortmunder DASA-Arbeitswelt-Ausstellung. Mit ihren 30 Projekten deckten sie dabei sieben Fachgebiete ab – angefangen von der Arbeitswelt über Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften und Mathematik/Informatik bis zu Physik und Technik.

Einer der angetretenen Jungforscher: Samuel Khadra. Am Stand erklärt der Schüler und Hobby-Programmierer aus Schwerte sein Projekt: „Ich habe eine Backup-Software entwickelt, die schon im Testbetrieb in meiner Schule eingesetzt wird und eine automatische Datensicherung  und –archivierung auf dem Schulserver ermöglicht. Das heißt, wenn man einen USB-Stick in seinen Laptop steckt, findet alle 20-30 Minuten ein automatischer Upload mit Sicherung statt. So muss niemand mehr Dateien manuell hochladen.“So klingt eigentlich nur ein erfahrener IT-Profi – dabei ist Samuel gerade einmal 14 Jahre alt. Umso beeindruckender ist es, dass er sich das Programmieren vor drei Jahren selbst beigebracht hat. „Ich lese sehr gerne. Irgendwann rutsche mir dann ein Buch über Programmierung dazwischen“, sagt er achselzuckend.

Autodidakt und Sicherheits-Experte

Seitdem bastelt er munter an eigenen Software-Anwendungen. Das trieb ihn auch in die Laptopklasse seiner Schule. Für junge Technik-Fans eigentlich ein Traum. Allerdings nervte ihn das manuelle Hochladen von bis zu 70 Dateien täglich so sehr, dass er sich seinen Computer schnappte und die Lösung für smarte Uploads kurzerhand selbst entwickelte. Sogar das Thema Datenschutz dachte Samuel gleich mit: Er schrieb den Code so, dass Backups bei Bedarf auch verschlüsselt, also anonymisiert, werden können. Das gefällt besonders den Eltern. Nach der Schule will das Digital-Talent aber nicht in der IT-Branche arbeiten, sondern Jura studieren. Logisch, IT kann er ja auch schon. Bleibt abzuwarten, ob er bis dahin nicht doch von einem Technik-Konzern abgeworben wird. Immerhin hat er mit seiner Arbeit den ersten Platz beim „Schüler experimentieren“-Regionalwettbewerb geholt – sein Ticket zum Landeswettbewerb.

Samuel ist ein echter IT-Profi – das zeigt die von ihm entwickelte Backup-Software, die in seiner Schule bereits verwendet wird.Samuel ist ein echter IT-Profi – das zeigt die von ihm entwickelte Backup-Software, die in seiner Schule bereits verwendet wird.

Smartes Raumklima-Management via App

Niklas Sander hat bereits Erfahrung im Landeswettbewerb, und sogar auf Bundes-Ebene. Der Dortmunder nimmt bereits zum fünften Mal am Wettbewerb teil und hat unter anderem schon zu Robotik geforscht. Dieses Jahr hat er zusammen mit seinen Mitschülern Jacob Linnemann und Daniel Gellert ein Projekt zum Thema „Smart Living“ eingereicht: Mithilfe einer  komfortablen Kontrolle der Raumluft ermittelt das Team Werte über Feinstaub, CO2 und Schimmel über eine Temperaturmessung. Über eine Cloud werden die Daten dann an die selbst-entwickelte App geschickt. Die wiederum warnt den Nutzer vor möglichen Belastungen und schließt automatisch die Fenster, falls eine Feinstaubbelastung einen bestimmten Grenzwert erreicht. Der Benutzer kann alle App-Funktionen einfach und intuitiv einrichten. Ein weiteres Killer Feature: die problemlose Integration des Systems in bestehende Smart-Home-Systeme. Sogar eine Sprachsteuerung ist inklusive.

„Unser System hält ein gesundes Wohnklima aufrecht – ohne, dass der Nutzer selbst aktiv werden muss. Denn die Benutzerfreundlichkeit lag uns besonders am Herzen“, erklären die drei Entwickler. Und lassen so das Herz eines jeden Produktmarketing-Experten höher schlagen.

Jacob und Niklas wissen: Eine einfache Bedienung hat höchste Priorität beim Kunden.Jacob und Niklas wissen: Eine einfache Bedienung hat höchste Priorität beim Kunden.

Das Fachwissen haben die Jungs vor allem durch das Vorgängerprojekt gesammelt – ein Frühwarnsystem für Schimmel, das es im vergangenen Jahr sogar in den Bundeswettbewerb geschafft hat. „Letztes Jahr interessierte sich im Anschluss sogar eine Firma für das Produkt“, erklärt Jacob, als wir nachfragen, wann es das Produkt denn im Handel zu kaufen gibt. Bisher ist das System noch ein Prototyp. Dass sie nächstes Jahr mit einer Weiterentwicklung und dem fertigen Produkt nochmal an den Start gehen, ist unwahrscheinlich: 2019 kann Niklas nicht mehr an „Jugend forscht“ teilnehmen. Nach seinem Abitur diesen Sommer beginnt er ein Duales Studium in Wirtschaftsinformatik in München. Mit Sicherheit wird der begeisterte Schüler-Forscher beim Thema Digitalisierung seines zukünftigen Arbeitgebers einiges mitzureden haben.

Adé Diesel dank induktiver Fahrbahn?

Ein Dieselfahrzeug erzeugt 170g CO2 pro Kilometer, ein Elektroauto nur 85g, wenn zur Stromerzeugung Kohle-Energie verwendet wird – ein gewaltiger Unterschied. Das fanden auch Niklas Hermes und Kevin Lipphold und waren besonders enttäuscht, als sie hörten, dass die Wirtschaft die angedachten Ziele nicht einhalten wird. Sie beschlossen, selbst zu handeln. Und durch Tests herauszufinden, wie wir Elektroautos künftig smarter aufladen und gleichzeitig ihre Reichweite verbessern können.

Ganz viel Kupferdraht und physikalisches Know-how brachten Niklas und Kevin mit, um unsere Straßen zu revolutionieren.Ganz viel Kupferdraht und physikalisches Know-how brachten Niklas und Kevin mit, um unsere Straßen zu revolutionieren.

Ihre zentrale Fragestellung: Wie kann der Akku geladen werden, noch während der Motor läuft?  Für die Antwort entwickelten die beiden einen Modellversuch auf Grundlage einer handelsüblichen Carrera-Bahn. Mit vielen Metern Kupferdrahtspulen, ein paar Eisenkernen und extra angefertigten Schienen schafften sie es, das kleine Modellauto zu bewegen und gleichzeitig Strom zu erzeugen – der Nachweis, dass Elektroautos induktiv über die Straße geladen werden können. „Man müsste nur einen Standard entwickeln, der in deutschen Straßen eingebaut werden kann“ meint Niklas. „In China gibt es schon so eine Straße. Das zeigt: Es ist möglich.“ Stimmt: Die chinesische Solarfahrbahn in Jinan gilt mit ihren elektromagnetischen Induktionsspulen als Meilenstein für Elektromobilität.

Angespornt von diesem Best Practice wollen Niklas und Kevin das Projekt nun weiter verfolgen. Ihnen ist jedoch bewusst: Das wird kosten – schließlich müssten dafür alle deutschen Straßen aufgerissen werden, um sie mit viel Kupfer und Eisen in eine riesige Carrera-Bahn zu verwandeln. Für Niklas und Kevin ist das trotzdem keine Ausrede: „Autobahnen werden doch ständig aufgerissen, da kann man auch mal etwas Kupfer einbauen. Außerdem können so auch stehende Autos geladen werden und überschüssiger Strom an anderer Stelle verwendet werden.“

Wie bekomme ich Plastik aus dem Ozean?

Mit Mina Ghoffrani und Franziska Berndt widmeten sich in Dortmund zudem gleich zwei Projekte dem Umweltschutz. Ausgangspunkt der beiden war die Verschmutzung der Meere und das damit verbundene Tiersterben durch Plastikmüll.

Mina näherte sich der Thematik chemisch: Sie versetzte verschiedene Plastiksorten in Salzwasser mit Essig und Natron. Und siehe da: Unter dem Mikroskop zeigten die Einkaufstüten, Joghurtbecher und Co zusätzlich deutliche Risse – ein möglicher erster Schritt, um unsere Meere langfristig vom Plastik zu befreien. „Ich finde es toll, dass ich mit einer kleinen Idee vielleicht sehr viel bewegen kann“, freut sich Mina über ihren Erfolg.

In die gleich Richtung denkt Franziska: Angetrieben von dem schockierenden Bild eines Krebses, der sich ein Haus aus einer Plastikkappe gebaut hatte, fasste sie die Idee, Plastik durch UV-Strahlen aufzulösen. Nach mehreren Bestrahlungen entwickelten die Plastikteile zwar eine fadenähnliche Struktur, allerdings lösten sie sich noch nicht auf. Doch die Schülerin gibt nicht auf: Inspiriert durch die Arbeit des niederländischen Unternehmens „The Ocean Cleanup“, das mit Spezial-Netzen zentimeterkleine Plastikteile aufsammelt, will Franziska ihre Idee weiterverfolgen. Ihr Traum sind elektrostatische Laufbänder, die in Zukunft an der Unterseite von Schiffen angebracht werden und mithilfe von UV-Strahlung zersetztes Plastik anziehen und aufsammeln könnten.

Franziska und Mina hatten unterschiedliche Herangehensweisen, um unsere Ozeane plastikfrei zu bekommen – einmal biologisch, einmal chemisch.Franziska und Mina hatten unterschiedliche Herangehensweisen, um unsere Ozeane plastikfrei zu bekommen – einmal biologisch, einmal chemisch.

Und woran forscht der thyssenkrupp Nachwuchs?

Jannik und zwei Mal Daniel – so heißt das dreiköpfige Team, das im zweiten Ausbildungsjahr als Industriemechaniker bei thyssenkrupp Rothe Erde in Lippstadt arbeitet und gemeinsam forscht. In Lippstadt dreht sich alles um Großwälzlager. Ihr Ziel war es, den bisherigen Prozess bei der Biegung von Radialgleitstücken zu verbessern. Radialgleitstücke befinden sich an den so genannten Käfigen, in denen die Wälzkörper geführt werden. Bisher werden die Gleitstücke mit einer hydraulischen Presse gebogen und mit Augenmaß am Käfig mit Hammer nachjustiert – das führt manchmal zu Ungenauigkeiten. Die drei Jungmechaniker haben daher ein Gerät mitentwickelt, das die Metallstücke präzise genau biegt und zudem noch ein Schnellwechselverfahren für die so genannten Stempel, also die Biegewerkzeuge, gewährleistet. „Es ist cool, dass wir etwas gemacht haben, dass künftig im Betrieb angewendet wird“, freuen sich die drei. Und wir freuen uns mit ihnen: Auch sie haben den ersten Platz geholt und werden am Landeswettbewerb teilnehmen!

Auch nach der Schule weiter forschen: für Jannik Henke, Daniel Gosedopp und Daniel Wirt Realität bei thyssenkrupp Rothe Erde in Lippstadt.Auch nach der Schule weiter forschen: für Jannik Henke, Daniel Gosedopp und Daniel Wirt Realität bei thyssenkrupp Rothe Erde in Lippstadt.

thyssenkrupp und „Jugend forscht“

Seit nunmehr 35 Jahren engagiert sich thyssenkrupp als Gastgeber der Regionalwettbewerbe von „Jugend forscht“ beziehungsweise „Schüler experimentieren“. Am diesjährigen Regionalwettbewerb in der Dortmunder DASA Arbeitswelt Ausstellung haben 61 Kinder, Jugendliche und junge Erwachsene aus Arnsberg, Dortmund, Hamm, Hattingen, Lennestadt, Lippstadt, Menden, Schwerte, Waltrop und Werl teilgenommen. Die Siegerteams der regionalen Runden in NRW treten Ende März beim Landeswettbewerb bei Bayer in Leverkusen an. Für deren Gewinner geht es abschließend kurz darauf ins Finale auf Bundesebene.

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