Gassensorik im Chemieunterricht

Halbleitende Metalloxide wie Zinnoxid (SnO2), Indiumoxid (In2O3) oder Zinkoxid (ZnO) können in nanoskaliger Größe als Gassensoren zur Detektion oxidierender und reduzierender Gase genutzt werden, wie beispielsweise Ozon (O3), Methan (CH4), Kohlenstoffmonoxid (CO) oder verschiedener Stickoxide (NOx). Die Detektion basiert hierbei auf einer reversiblen und einfach messbaren Änderung des Oberflächenwiderstandes dieser Materialien, die durch oberflächenchemische Reaktionen mit derartigen Gasen ausgelöst wird. Im Rahmen dieses Projektes werden die physikalisch-chemischen Hintergründe didaktisch für die Lehramtsausbildung und den Chemieunterricht aufgearbeitet: Relevante, zur Beschreibung der Funktionsweise nötige Modelle wie das Ionosorptionsmodell oder Festkörperbändermodell werden explizit auf Basiskonzepte zurückgeführt und miteinander vernetzt. Neben Experimenten zur Gassensorik (bspw. Detektion/Unterscheidung verschiedener Gase, Verwendung in GC-Anlagen) werden zudem kontextorientierte Unterrichtseinheiten, vor allem mit umweltanalytischem Bezug erstellt.

Ausgewählte Publikationen zum Projekt