50 Ideen für eine bessere Welt: Sonnen-Allee

Das Start-Up Solar Roadways sieht in den Straßen die Kraftwerke von morgen. Zukünftige Straßen sollen mit Solarmodulen gebaut werden.

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Für die meisten Menschen sind Straßen dazu da, um von A nach B zu kommen. Für Scott Brusaw sind sie weit mehr – nämlich die Kraftwerke von morgen. Der Gründer des US-Startups Solar Roadways hat ein Solarmodul mit der Fläche eines Pkw-Stellplatzes gebaut. Die dreieinhalb Meter breiten, quadratischen Bauteile sollen mit ihrer Glasabdeckung so stabil sein, dass sogar Lkws darüberrollen können. Stück für Stück aneinandergesetzt, will Brusaw Straßen mit diesen Modulen bauen.

Würde die Technik sämtliche Verkehrsflächen in den USA bedecken, könnte sie laut Brusaws Rechnung dreimal mehr Strom liefern, als die Amerikaner verbrauchen. 10 000 Dollar kostet ein Panel – das klingt nach einer astronomischen Investition. Doch über den Stromverkauf würden die Straßenkraftwerke die Ausgaben, über 20 Jahre gerechnet, wieder einspielen.

Zusätzlich will Brusaw LEDs einbauen, die Verkehrshinweise anzeigen. Einen kleinen Schritt kommt er dieses Jahr voran: Im Frühjahr wird das Startup im US-Bundesstaat Idaho den weltweit ersten Strom erzeugenden Parkplatz bauen.

Strom aus dem Asphalt

Laden bei 160 Stundenkilometern

Wenn es nach Forschern der kalifornischen Eliteuniversität Stanford geht, können Elektroautos in Zukunft während der Fahrt ihren Akku laden. Die Kalifornier entwickeln eine Technik, mit der Autobahnen zu Stromschienen werden, die Energie drahtlos an die darüber fahrenden Autos funken. Dazu müssten sowohl im Asphalt als auch am Boden des Autos Metallspulen angebracht werden, die Energie durch die Luft übertragen, wenn sie in die gleiche Schwingung versetzt werden. 10 Kilowatt Leistung ließen sich so übertragen, schreiben die Forscher in einem jüngsten Aufsatz in der Zeitschrift Applied Physics Letters  – genug, um ein Auto anzutreiben. Nur drei Prozent des Stroms sollen unterwegs verloren gehen. Interessanter Nebeneffekt: Autos könnten sich auch an der Stromschiene im Asphalt orientieren, um autonom zu fahren.

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Elektrische mit Bodenantrieb

Mit ihren Oberleitungen tragen Straßenbahnen bislang nicht gerade zur Verschönerung der Städte bei. Der französische Zughersteller Bombadier verspricht Abhilfe: Mit seinem Primove-System ziehen Trams Strom drahtlos aus einem Magnetfeld, das Stromkabel zwischen den Schienen erzeugen. In Augsburg startete bereits im Jahr 2010 ein Zug der Linie 3 zu Demonstrationszwecken 800 Meter weit oberleitungsfrei zur Messe. Fußgänger können mit dem System übrigens gefahrlos über die Schienen laufen.

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Elektrische Fahrgemeinschaft

Forscher am Bremener Standort des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz setzen im Ringen um mehr Reichweite auf die Kraft der Gemeinschaft: Das EO Smart Connection Car, dessen Prototyp im Frühjahr auf der Cebit Premiere hatte, soll sich auf der Autobahn automatisch mit Artgenossen koppeln. Fahrzeuge mit vollem Akku tanken dann anderen, die nur noch wenige Reserven haben, während der Fahrt auf. Wie Rennradfahrer im Peleton spart der Autoschwarm Energie, weil sich alle Fahrzeuge gegenseitig Windschatten geben. Die Schlange soll sich sogar eines Tages per Autopilot fortbewegen, so dass die Fahrer es sich unterwegs gemütlich machen können. Zunächst will die Bremener die Innovation allerdings nur auf Messegeländern einsetzen.

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Antreten zum Batteriewechsel

Das US-Startup Better Place hat eine hemdsärmelige Lösung für leere Batterien: Es montiert sich einfach aus und ersetzt sie durch frisch geladene. Der Boxenstop an automatischen Ladestationen, die Better Place derzeit unter anderem in Japan, Dänemark und Australien aufbaut, soll vollautomatisch ablaufen und schneller sein als das Tanken eines Benziners.

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Transporter am Kabel

Tonnenschwere LKW mit Batterien zu betreiben, ist angesichts der schwachen Energiedichte der Akkus noch pure Utopie. Schweden hält das aber nicht davon ab, über eine Elektrifizierung der Transporter nachzudenken. Ein mehr als 100 Kilometer langer Autobahn-Abschnitt hoch im Norden des Landes soll, so der Plan, mit einer Oberleitung versehen werden. Damit sollen schwere LKW, die Eisenerz von einer Mine zu einer Bahnlinie transportieren, durch saubere Elektrovarianten ersetzt werden. Ob die umgesetzt wird, will die staatliche Verkehrsbehörde Berichten zufolge im Juni entscheiden.

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Stromschlag an der Haltestelle

Der US-Bushersteller Sinautec hat eine clevere Lösung gefunden, um Elektrobusse den ganzen Tag lang in Betrieb zu halten: Die Fahrzeuge haben keine Batterie, sondern einen Superkondensator. Diese Art Speicher kann zwar wenig Strom bunkern, ist dafür aber binnen Sekunden voll geladen. In Shanghai fahren Busse der Linie 11 so bereits hunderte Meter weit, bevor sie an der nächsten Haltestelle an einer kleinen Oberleitung nachtanken, während die Passagiere ein- und aussteigen.

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Batterie zum Wiederauffüllen

Eines Tages können Elektroautos ihren Akku einfach binnen wenigen Minuten mit frischen Elektrolyten betanken und dadurch wieder aufladen. Das hoffen jedenfalls Forscher am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal bei Karlsruhe. Sie haben eine so genannte Redox-Flow-Batterie entwickelt, einem Speicher, in denen Elektrolyte aus zwei Tanks durch Elektroden fließen und dabei Ladungen austauschen, so dass ein Strom fließt. Ist die Elektrolyt-Flüssigkeit entladen, ließe sie sich an der Tankstelle abpumpen und frischer Ersatz ließe sich nachtanken. Bisher ist die Energiedichte so gering, das Autos nur einige Kilometer Reichweite hätten.

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Mikrobrennstoffzelle

Akkus sind die große Schwachstelle der heutigen Elektronikwelt. Sie sind wenig effizient – und oft leer.

Das Problem sollen nun Mikrobrennstoffzellen lösen. Sie produzieren Strom aus Methanol oder Wasserstoff. So hat Toshiba handtellergroße Brennstoffzellen im Angebot, die Akkus unterwegs aufladen können. Methanol lässt sich klimafreundlich aus Pflanzenresten oder Müll herstellen. Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) hat eine Brennstoffzelle in Knopfgröße gebaut. Schon bald soll sie Wasserstoff aus der chemischen Reaktion eines Metalls mit Wasser gewinnen.

Bei Millionen von Sensoren, die zum Beispiel Gebäude überwachen, könnte diese Technik Lithium-Ionen-Akkus ersetzen.