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Strom aus dem Auspuff

Forscher am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik arbeiten an einem thermoelektrischen Generator, der die Wärme von Autoabgasen in Strom verwandelt. Mit dem System soll in Zukunft der Treibstoffverbrauch in Autos um fünf bis sieben Prozent verringert werden.

Foto: pixelio.de

"Der durchschnittliche Wirkungsgrad eines Fahrzeuges mit Verbrennungsmotor liegt nur bei 15 bis 20 Prozent", erklärt Hubert Berger, Leiter des Studiengangs "Elektronik & Technologiemanagement" der Fachhochschule Joanneum. In Zeiten, in denen Rohstoffe immer knapper und auch teurer werden, sei Energiesparen angesagt. "Zwei Drittel des Kraftstoffs verpuffen in einem Auto mit Verbrennungsmotor ungenutzt als Wärme. Etwa 30 Prozent gehen über den Motorblock verloren, weitere 30 bis 35 Prozent als Abgase", meint Harald Böttner, Leiter der Abteilung Thermoelektrische Systeme am IPM. Daher arbeite man intensiv daran, die ungenutzte Abwärme von Autos, Maschinen und Kraftwerken zu "ernten", um deren Energieverbrauch zu senken. Eine Lösung bieten dabei thermoelektrische Generatoren (TEGs). Diese verwandeln Wärme in elektrische Energie, indem sie ein Temperaturgefälle nutzen.

Je größer die Temperaturunterschiede, desto mehr Strom können TEGs produzieren. "Im Abgasrohr herrschen Temperaturen von bis zu 700 Grad Celsius und mehr. Der Temperaturgradient zwischen Abgasrohr und einer Kühlflüssigkeitsleitung beträgt somit bis zu mehreren Hundert Grad Celsius", so Böttner. Genau diesen Unterschied nutzt der thermoelektrische Wandler aus. Durch den Wärmefluss zwischen den heißen Abgasen und der kalten Seite an einer Kühlleitung getrieben, wandern die Ladungsträger durch spezielle Halbleiter. Langfristig könnte ein solches System die Lichtmaschine überflüssig machen, denn die TEGs könnten einen beträchtlichen Anteil des Strombedarfs im Auto decken. Die Fraunhofer Forscher sind derzeit noch in der Versuchsphase, wollen aber demnächst erste Prototypen entwickeln.

"Lösungen zur Nutzung der Abwärme sind ein wesentlicher Schritt in die richtige Richtung", meint auch Berger. In der Zwischenzeit habe man auch auf EU-Ebene die Bedeutung der Steigerung der Energieeffizienz erkannt. Langfristig sieht Berger einen echten Lösungsansatz nur im Umstieg auf Elektrofahrzeuge, denn Elektromotoren haben einen deutlich höheren Wirkungsgrad als Verbrennungsmotoren.

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