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Mehr Reichweite

Innovative Nano-Heiztechnik für E-Autos

05. März 2021, 11:08 Uhr   |  Irina Hübner

Innovative Nano-Heiztechnik für E-Autos
© Osnatech

Nano-Wärmetechnologie im Test: Eine CNT-Heizschicht, appliziert auf einem Armaturenträger. Ein erster Test ist gelungen – aber von einem handgefertigten Prototyp zum Serienprodukt ist es noch ein weiter Weg.

Die Reichweite von Elektrofahrzeugen ist ein wichtiger Aspekt bei der Kaufentscheidung. Die Firma Osnatech entwickelt deshalb eine Nano-Heiztechnik, mit der sich die Reichweite von E-Autos steigern lässt. Ein Osnabrücker Forscher hilft dabei.

»Die Beheizung des Innenraums ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor für die E-Mobilität«, betont Prof. Dr. Christian Schäfers, der an der Hochschule Osnabrück das Labor für Karosserieentwicklung und Leichtbau leitet. »Alles, was die Reichweite einschränkt, wirkt sich negativ auf die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen aus.«

Der Forscher verweist auf Ergebnisse von Testfahrten der Automobilclubs ADAC und ÖAMTC. Diese haben ergeben, dass sich die Reichweite halbieren kann, wenn draußen statt sommerlichen 20 °C Temperaturen um den Gefrierpunkt herrschen. »Das energieeffiziente Beheizen elektrischer Fahrzeuge ist deshalb eine der wichtigsten Fragestellungen für die Fahrzeugindustrie«, so Schäfers Überzeugung.

In einem neuen Forschungsprojekt unterstützt der Wissenschaftler den regionalen Entwickler und Lieferant von Energietechnik Osnatech aus Bissendorf. Die beiden Kooperationspartner wollen ein energieeffizientes Flächenheizsystem für Elektrofahrzeuge entwickeln. Mit Unterstützung der WIGOS Wirtschaftsförderung des Landkreises Osnabrück und des Innovationsberaters Dr. Daniel Kipp von der Oldenburger Beratungsgesellschaft MCON konnten die Projektpartner eine so genannte ZIM-Förderung des Bundeswirtschaftsministeriums von rund 200.000 Euro einwerben.

Die neuartige Nano-Heiztechnik

»Zum Einsatz kommt dabei die Kerntechnologie unseres Unternehmens: Die Erwärmung von Materie mittels Carbon-Nano-Tube-Technologie (CNT)«, schildert Bene Nintemann, Gründer und Gesellschafter von Osnatech. Bereits seit Jahren entwickelt und fertigt das Bissendorfer Unternehmen elektrische Heizsysteme auf Basis dieser CNT-Technologie. Schon bei niedrigeren Temperaturen erzeugt sie einen nennenswerten infraroten Strahlungsanteil mit geringerem Energiebedarf, als das mit klassischen Werkstoffen möglich ist. In der Gebäudetechnik wird dieses Verfahren bereits angewendet. Für die Serienfertigung in Elektrofahrzeugen bedarf es jedoch einer komplexen Weiterentwicklung.

Heute übliche Fahrzeugheizungen nutzen die Abwärme des Verbrennungsmotors, die per Lüfter im Wagen verteilt wird. Das funktioniert bei E-Fahrzeugen nicht. Also werden in der Regel ein klassisches Heizgewebe oder eine Wärmepumpe zur Wärmegewinnung eingesetzt. Das kostet allerdings Strom. »Im Extremfall führt das dazu, dass man bei langen Strecke lieber die Heizung ausstellt und friert, um die Reichweite des E-Fahrzeuges nicht einzuschränken«, meint Andrea Frosch vom Unternehmens-Service der WIGOS, die Osnatech die Innovationsberatung vermittelt hatte. Das neue Heizverfahren mit CNT-Technologie wäre bei E-Autos deutlich energieeffizienter.

Die Frage lautet deshalb: Wie lässt sich die CNT-Technologie auf komplexe Fahrzeugteile aufbringen? Hier kommt das Labor für Karosserieentwicklung und Leichtbau der Hochschule Osnabrück ins Spiel. »Die Elektromobilität stellt uns vor spannende Herausforderungen, die es für die zukünftigen Fahrzeuggenerationen zu lösen gilt«, betont der Laborleiter Schäfers. »Wir alle wollen, dass man in nicht allzu langer Zeit über ein E-Auto sagen kann: ‚Es fährt und fährt und fährt«, so der Professor für Karosserieentwicklung und -konstruktion.

Bis zur Serienreife der Nanoheizung soll nun ein Verfahren entwickelt werden, das Nanopartikel in einem Schichtaufbau auf das Trägermaterial aufbringt, etwa auf die Karosserieteile. Ein entsprechendes Verfahrenspatent dazu hat Osnatech vor kurzem angemeldet.

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