Für viele elektronische Geräte wie Smartphones, Digitalkameras und Laptops sind wiederaufladbare Akkumulatoren wichtig. In Smartphones wird im Wesentlichen der Lithium-Ionen-Akkumulator verwendet, welcher sich inzwischen außerdem im Bereich der Elektromobilität durchgesetzt hat.

In modernen Smartphones sind Kondensatoren verbaut, die das Übergangsmetall Tantal enthalten. Diese Kondensatoren dienen dazu, elektrische Energie zu speichern und wieder abzugeben. Der Lithium-Ionen-Akkumulator allein würde für den Betrieb eines solchen Geräts nicht ausreichen. Bei den meist verwendeten sogenannten „Tantal-Elektrolyt kondensatoren“ besteht die Anode aus Tantal.

Zu den Tantalerzen zählt auch der Rohstoff Coltan, welcher im Kongo abgebaut wird. Die Weiterverarbeitung erfolgt dann in der Regel in China.

Der Rohstoff Coltan ist aufgrund seiner Verwendung in modernen Smartphones sehr wertvoll geworden. Dies hat in der Demokratischen Republik Kongo dennoch nicht zu Wohlstand, sondern z. T. sogar zu einer Verschärfung der angespannten Lage geführt. Das Geld aus dem Verkauf des Rohstoffes unterhält in einigen Fällen die Krise, weil sich die Milizen dadurch finanzieren können und z.  B. Waffen anschaffen. Darüber hinaus sind die Abbaubedingungen in zahlreichen Minen nach wie vor katastrophal. Große Probleme sind Kinderarbeit und kein ausreichender Arbeitsschutz.

In dieser Unterrichtseinheit arbeiten die Schüler des Kurses bzw. der Klasse in arbeitsteiliger Gruppenarbeit. Dabei erarbeitet sich jede Gruppe anhand der vorliegenden Materialien einen Teilaspekt des Themas. Die Schüler erarbeiten eine kurze Präsentation zu ihrem Teilaspekt und stellen ihr Thema so den anderen vor. Es gibt insgesamt fünf verschiedene Gruppen, sodass sich je nach Klassengröße unterschiedliche Gruppengrößen ergeben können. Bei Bedarf können einzelne Gruppen problemlos gedoppelt werden, um den Schülern das Arbeiten in kleineren Gruppen zu ermöglichen. Die Zuteilung zu den Themen sollte soweit möglich nach den Interessen der Schüler erfolgen.

Materialübersicht:

• Strom ohne Steckdose – aber zu welchem Preis?
• Smartphones
• Funktionsweise eines Lithium-Ionen-Akkus
• Bitte lächeln! – Kondensatoren in Smartphones
• Rohstoffe im Kongo
• Jedes Jahr ein neues Handy? – Was wird aus dem Müll?
• Gibt es faire Alternativen?
• Wie fair denkt unsere Klasse?
• Lernerfolgskontrolle

Dauer: 6 Unterrichtsstunden

Kompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler können …

• das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellen mit angemessenen Modellen beschreiben und erklären (z. B. Lithium-Ionen-Akkumulatoren).
• die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler
  Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuerbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen.
• exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und chemischen Zusammenhängen aufzeigen.
• Daten mit sprachlichen und bildlichen Mitteln angemessen veranschaulichen.
• Standpunkte gegenüber der Lehrkraft und den Mitschülern vertreten.
• in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt fachsprachlicher bzw. alltagssprachlicher Texte und anderer Medien beschreiben und erklären.
• gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven, auch unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung, diskutieren und bewerten.

Der Beitrag enthält Materialien für:

• Offene Unterrichtsformen
• Hausaufgaben

Das Thema bietet sich hervorragend für den fachübergreifenden Unterricht mit verschiedenen Fächern an. Die Funktionsweise von Kondensatoren kann im Fach Physik genauer besprochen werden.

In den Fächern Geografie und Politik können die Verteilung von Rohstoffen, ihr Abbau und auch die dadurch entstehenden Konflikte thematisiert werden.

Im Fach praktische Philosophie bzw. Ethik spielt das Thema „Verantwortung“ eine Rolle. Hier geht es um die Inkaufnahme unfairer Arbeitsbedingungen beim Kauf eines Smartphones und um die Mitschuld an den Menschenrechtsverletzungen in den rohstoffliefernden Ländern.

Raabits Chemie Sek I/II