Autos der Zukunft
Strom aus dem Auspuff

Zwei Drittel ihrer Energie strahlen Automotoren ungenutzt als Hitze ab. Materialforscher wollen das ändern: Mit sogenannten Thermoelektrika - Werkstoffen, die aus Motorwärme elektrische Energie erzeugen - soll der Spritverbrauch von Fahrzeugen deutlich gesenkt werden.
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DÜSSELDORF. Früher musste Eckhard Müller um jeden Euro ringen. Heute wird er mit Aufträgen überschüttet, Firmen drängen auf Ergebnisse. Müller kommt gar nicht mit dem Einstellen neuer Mitarbeiter nach. Wer kann das schon von sich behaupten in Krisenzeiten?

Müller ist Spezialist für Thermoelektrik am Institut für Werkstoffforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Köln und dem Gebiet seit zwanzig Jahren treu. Und das, obwohl „manche Gutachter bis vor kurzem gar nicht wussten, was ein Thermoelektrikum ist, oder an sinnvollen Anwendungen zweifelten“, wie er sagt. Heute interessiert sich besonders die Automobilindustrie für die Werkstoffe, die aus Hitze Strom erzeugen.

„Alle großen Automobilhersteller beschäftigen sich damit: Fiat, Nissan, Honda, allen voran BMW“, zählt Müller auf. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat im Sommer 2008 ein Schwerpunktprogramm zur Entwicklung nanostrukturierter Thermoelektrika angestoßen. Das Forschungsministerium wird die Wärmewandler noch in diesem Jahr im Programm „Werkstofftechnologien von morgen“ fördern. Müller rechnet mit weiteren Ausschreibungen auf europäischer Ebene.

Dass es aus dem Geldhahn seit Beginn dieses Jahres so bereitwillig sprudelt, liegt am Potenzial der Thermoelektrika: Die Werkstoffe können Hochrechnungen zufolge den Spritverbrauch eines Fahrzeugs um fünf bis sieben Prozent senken. Bislang strahlen zwei Drittel der Energie ungenutzt als Hitze ab. Diese Abwärme ließe sich mit thermoelektrischen Generatoren ernten.

Im Stadtverkehr trägt bereits die Rückgewinnung der Bremsenergie dazu bei, Sprit zu sparen. In Zukunft könnten thermoelektrische Generatoren zusätzlich die Hitze am Motor abgreifen, was sich besonders bei Überland- und Autobahnfahrten auszahlen würde. „Beide Techniken ergänzen sich perfekt. Deshalb ist Thermoelektrik eine attraktive Option“, erläutert Peter Rogl, Chemiker am Institut für Physikalische Chemie der Universität Wien.

Doch noch ist es nicht so weit. Kommerzielle Thermogeneratorsysteme verwerten nur rund ein Prozent der Wärme. Für den Einsatz im Auto müssten es mindestens drei bis vier Prozent sein, damit sich der technische Aufwand lohnt. Für den erhofften Sprung in der Energieeffizienz ist zuerst ein Durchbruch in der Materialforschung nötig: „Wir brauchen temperaturbeständige Werkstoffe, die Erschütterungen widerstehen und langzeitig stabil funktionieren“, bringt Müller die Herausforderungen auf den Punkt.

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