Samstag, 07.12.2019
 
Seit 02:05 Uhr Sternzeit
StartseiteForschung aktuellStrom aus Abwärme06.08.2008

Strom aus Abwärme

Thermoelektrischer Generator fürs Auto

Technik. - Das Auto hat ein Problem: den Motor. Trotz aller Verbesserungen gehen immer noch zwei Drittel der Energie, die im Benzin steckt, als Wärme verloren. Könnte man die nutzen, um zum Beispiel Strom zu erzeugen, ließe sich der Verbrauch senken, dachten sich Ingenieure bei BMW in München - und entwickelten einen thermoelektrischen Generator fürs Auto.

Von Sönke Gäthke

Am Auspuff treten nicht nur Abgase aus, es geht auch Wärme verloren. (AP Archiv)
Am Auspuff treten nicht nur Abgase aus, es geht auch Wärme verloren. (AP Archiv)

" Sie könnten prinzipiell auch in die Hocke gehen, dann würden Sie ihn sehen. Wir können das auch gerne machen, ich habe damit kein Problem. "

Rainer Richter ist Leiter der Gruppe, die den Generator entwickelt hat. Er lässt sich auf die Knie nieder, deutet unter das Auto:

" Genau hier sehen wir ihn, dieses Aluminiumblech, das sie hier sehen, das ist praktisch der Unterboden des Generators. "

Darüber umfängt ein kleiner Aluminiumkasten das Auspuffrohr. In dessen Innerem wird der bis zu 500 Grad heiße Auspuffstrahl aufgeteilt und durch mehrere Röhren geleitet. An deren Rändern haben die Ingenieure die thermoelektrischen Halbleiter eingebaut, aus Bleitellurid. Damit durch diese ein Strom fließt, muss deren anderes Ende gekühlt werden - und diese Aufgabe übernimmt das Kühlwasser des Wagens. Rainer Richter:

" Ich würde vorschlagen, dass wir auf die A99 fahren, weil wir brauchen schon ein Stück Autobahn, beziehungsweise Überlandstraße, um praktisch - und deswegen fahre ich jetzt auch gleich mal los -, um praktisch ein entsprechendes Abwärmeangebot zu haben. "

Dort soll der thermoelektrische Generator dann seine Bestleistung erreichen. Mit der, erzählt der Entwickler, sind die Ingenieure allerdings noch nicht zufrieden: Die eingebauten Materialien verwandeln nur sechs bis acht Prozent der Abwärme in Strom. Der Ingenieur hofft auf Verbesserungen. Und die zeichnen sich ab. So ist es zum Beispiel dem Physiker Joseph Heremans von der Ohio State University kürzlich gelungen, die Stromausbeute von Bleitellurid erheblich zu steigern: ungefähr auf das Doppelte heutiger Materialien. Der Physiker mischte unter den Halbleiter einfach Thallium. Dessen Atome lagern sich so an, dass sie die Leitfähigkeit des Materials verbessern - und auf diese Weise die Energieausbeute steigern. Ein komplexer Effekt, der sich einfach erzielen lässt.

" Es ist wirklich sehr einfach herzustellen. Wenn man Bleitellurid beim Schmelzen mit Thallium mischt, dann wandern die Atom von allein an die richtige Stelle. "

Heremans hofft auf weitere Verbesserungen. Die daraus gewonnenen Materialien könnten überall dort, wo Abwärme entsteht, eingesetzt werden. Der Forscher selbst will kleine solarthermische Kraftwerke bauen.

" Wir haben jetzt hier praktisch relativ freie Fahrt. "

Rainer Richter ist inzwischen auf der Autobahn angekommen. Hier soll der thermoelektrische Generator zeigen, was er heute schon kann.

" Also, was ich nur zeigen möchte, ist - jetzt sind wir eigentlich in dem Bereich, wo der Generator optimal funktioniert."

Richter deutet auf ein buntes Instrument mitten im Armaturenbrett mit zwei Zeigern: Einer zeigt die Leistung mit den heutigen Materialien:

" Jetzt sind wir hier bei 140, 135 Stundenkilometer, jetzt haben wir im jetzigen System schon 150 Watt. "

Der zweite deutet auf das, was in fünf Jahren möglich sein soll.

" Beziehungsweise nähern uns der 700-Watt-Marke für die Prognose. Jetzt ist das System optimal durchgewärmt, und wenn wir jetzt durchfahren würden bis Nürnberg, sagen wir mal, dann würden wir einen deutlichen Beitrag zur Kraftstoffersparnis leisten. "

Liefert das System wirklich einmal rund 700 Watt, dann könnte während der Fahrt die Lichtmaschine ausgeschaltet werden. Weil der Motor ein Gerät weniger antreiben müsste, sänke der Verbrauch. Die BMW-Ingenieure gehen von fünf Prozent Spritersparnis auf hundert Kilometern aus - und hoffen, dass die neuen Materialien aus der Forschung zwischen 2013 und 2015 in Serie gehen können.

Das könnte sie auch interessieren

Entdecken Sie den Deutschlandfunk