Auch in modernen Verbrennungsmotoren geht mindestens ein Drittel der im Kraftstoff gespeicherten Energie als Abwärme verloren. Einen Teil des Wärmeüberschusses wollen Wissenschaftler der Technischen Universität (TU) Wien künftig nutzen, um Motor, Getriebe und Innenraum schneller auf Betriebstemperatur zu bringen. Dazu speichern sie die Wärme des auf 95 Grad erhitzten Kühlwassers in einem kleinen chemischen Reaktor, der im Motorraum Platz finden könnte.
Die Idee: das heiße Kühlwasser wird in den Reaktor gepumpt. Die Wärme führt dort dazu, dass Kristallwasser aus einem Salzhydrat abgespalten wird und sich auf dem Reaktorboden ansammelt. Wird die Wärme bei der nächsten Fahrt wieder benötigt, verdampft man das Wasser. Sobald der Dampf mit dem Salz in Berührung kommt, entsteht wieder ein Salzhydrat mit einem höheren Kristallwasseranteil – eine Reaktion, bei der sehr viel Wärme freigesetzt wird, die wiederum das Kühlwasser nach einem Kaltstart schneller erhitzt.
Diese Form der Wärmespeicherung, bei der nicht die Wärme selbst, sondern chemische Stoffe gespeichert werden, eignet sich laut Prof. Peter Hofmann von der TU Wien für den Automobileinsatz besonders gut: "Auch wenn Sie das Auto länger abstellen, ist die Wärme der vorherigen Fahrt noch gespeichert." Dementsprechend müsse der Reaktor auch nicht isoliert werden. Besonders Hybridfahrzeuge, die sowohl einen Verbrennungs- als auch einen Elektromotor besitzen, könnten von der Entwicklung profitieren. Bei niedrigen Außentemperaturen springe nämlich der Verbrennungsmotor trotz voller Batterie oft nur an, um mit dessen Abwärme den Fahrgastraum zu beheizen.
Besser als Latentwärmespeicher
Bei Versuchen mit einem ersten Prototyp des chemischen Reaktors lag die Energiedichte den Angaben zufolge schon oberhalb des Niveaus, das mit Latentwärmespeichern in der Vergangenheit erzielt wurde. "Noch befinden wir uns in einem frühen Forschungsstadium", so Hofmann. Die Ergebnisse seien jedoch so ermutigend, dass an dem Thema weiter geforscht werde.
Auch weitere Universitäten forschen nach Möglichkeiten, die Motorabwärme zu nutzen. Vor allem für Nutzfahrzeuge interessant ist die direkte Wandlung von Wärmeüberschüssen in mechanische Energie. An den dafür nötigen Expansionsmaschinen arbeiten ein Vorhaben an Hochschulen in Braunschweig, Dortmund und Hannover. Die Technische Universität Berlin beschäftigt sich damit, wie man Abwärme dafür nutzen kann, den Innenraum zu kühlen. (asp)