Autos als Minikraftwerk: So lässt sich der Verkehr (etwas) grüner machen

Autos als Minikraftwerk: So lässt sich der Verkehr (etwas) grüner machen

von Wolfgang Kempkens

Aus der Abwärme am Auto-Auspuff lässt sich massenhaft Strom erzeugen. Jetzt wird das Verfahren erstmals wirtschaftlich.

Die 60 Millionen Autos, die in Deutschland zugelassen sind, könnten so viel Strom erzeugen wie ein großes Kernkraftwerk. Wie das funktioniert? Dazu muss man lediglich die Wärme in Elektrizität umwandeln, die den Auspuff nutzlos verlässt. Das ist machbar mit sogenannten thermoelektrischen Wandlern, die Strom auf Grund von Temperaturunterschieden erzeugen. In diesem Fall sind es der heiße Abgasstrom und die weitaus kältere Außenluft.

Was in der Theorie faszinierend klingt, wird aber leider nicht gemacht. Denn die Werkstoffe, aus denen die Wandler hergestellt werden, sind so teuer, dass ein wirtschaftlicher Betrieb nicht einmal annähernd möglich wäre.

Anzeige

Die Europäische Union hat deshalb ein Forschungsprogramm ins Leben gerufen, das mit 1,3 Millionen Euro ausgestattet ist, um preiswertere Werkstoffe als Tellur und Wismut zu finden, die heute vorzugsweise genutzt werden. Wissenschaftler des  Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik in Freiburg sind aber schon weiter.

Gemeinsam mit dem Werkstoffspezialisten des Unternehmens Vacuumschmelze, dem Elektromulti Bosch, der Isabellenhütte in Dillingen und der Universität Mainz ist es ihnen gelungen,  einen neuen Werkstoff zu komponieren, der für thermoelektrische Generatoren geeignet ist.

Superlegierung gefunden

Diese so genannten Halb-Heusler-Verbindungen bestehen aus drei Materialien, die weit verbreitet und deshalb preiswert sind. Nickel gehört dazu. Dazu kommt wahlweise ein Vertreter aus der 3. oder der 5. Gruppe des Periodensystems, der 17 Elemente angehören, darunter so bekannte wie Aluminium und weniger gängige wie Yttrium.

Benannt sind diese Legierungen nach Friedrich Heusler, einst Chef des heutigen Entwicklungspartners Isabellenhütte, der sie 1903 erstmals beschrieb.

Die Metalllegierungen bestehen aus weit verbreiteten Rohstoffen, sind wesentlich umweltverträglicher als bisher eingesetzte Materialien, verfügen über gute thermoelektrische Eigenschaften und halten hohe Temperaturen aus“, schwärmt Benjamin Balke von der Universität Mainz, Experte für die Materialentwicklung.

Die Effektivität von thermoelektrischen Generatoren wird mit dem ZT-Wert beschrieben. Wenn er bei eins liegt, beträgt der Wirkungsgrad knapp zehn Prozent. Alles was darüber hinausgeht, verspricht einen wirtschaftlichen Einsatz. Das Forscherteam, das an dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekt „ThermoHeusler“ arbeitet, verweist stolz auf einen ZT-Wert von 1,2. Vacuumschmelze und Isabellenhütte haben das Material kürzlich erstmals in Mengen von einigen Kilogramm hergestellt.

Bis zu 600 Watt leisten thermoelektrische Generatoren im Abgasstrom von Autos. Wären alle Fahrzeuge mit derartigen Generatoren ausgestattet, ließen sich pro Jahr mehrere Millionen Tonnen Kohlendioxid einsparen, sagt Fraunhofer-Forscher Kilian Bartholomé und ergänzt: „Angesichts immer schärferer Umweltregeln der Europäischen Union ist das für die Autohersteller kein uninteressanter Aspekt.“

Die Ersparnis rührt aus der Reduzierung des Treibstoffverbrauchs, weil die Generatoren zumindest einen Teil der Aufgaben der Lichtmaschine übernehmen.

Anzeige
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%