Unsere Mobilität muss umweltfreundlich und CO₂-neutral werden. Dafür gibt es kein Patentrezept, dieses Ziel lässt sich nur durch eine Kombination vieler kluger Maßnahmen erreichen. An der TU Wien arbeiten Forschungsteams aus ganz unterschiedlichen Fachbereichen an wichtigen Innovationen für eine grünere Mobilität der Zukunft – von verbesserten Elektromotoren über neue Materialien bis hin zu grünen Treibstoffen aus biogenen Reststoffen. Auf der Hannover Messe werden die Innovationen der TU Wien nun dem Fachpublikum präsentiert.

Der Planetenmotor: mit eingebautem Getriebe

Elektromotoren werden in Zukunft eine entscheidende Rolle spielen – auf der Straße, auf der Schiene, aber auch in vielen anderen Einsatzbereichen. Wer denkt, an Elektromotoren gäbe es heute nichts mehr zu verbessern, irrt. An der TU Wien wurde ein kompaktes Multirotorsystem entwickelt, bei dem das Getriebe bereits integriert ist. Dieser „Planetenmotor“ überzeugt durch platzsparende Bauweise, höchste Leistungsdichte und höchste Energieeffizienz.

Hightech-Harze: Aushärten auf Knopfdruck an einem Punkt

Wer die bestmöglichen Elektromotoren bauen will, muss dafür aber auch die bestmöglichen Materialien verwenden – und das ist ein weiterer Forschungsschwerpunkt der TU Wien: Präsentiert werden neuartige Harze, die in flüssiger oder pastoser Konsistenz beliebige Formen annehmen, und dann auf Knopfdruck mit Hilfe von Licht ausgehärtet werden. Dabei muss nicht das gesamte Harz beleuchtet werden. Es genügt, den Prozess mit Hilfe von Licht des richtigen Wellenlängenbereichs an einem beliebigen Punkt zu starten, innerhalb von Minuten härtet dann die gesamte Harzstruktur aus. Bestens geeignet ist diese Technik unter anderem zum Isolieren von Wicklungen im Elektromotor. Aber auch für Karosseriekomponenten, Verbundwerkstoffe und sogar für Anwendungen unter Wasser lassen sich die Spezialharze aus Wien nutzen.

Finite Elemente: rasches Optimieren am Computer

Ein Softwarepaket der TU Wien wiederum leistet beim Designen und Optimieren von Elektromotoren und Karosserien wichtige Dienste: Das Softwaretool NGSolve eignet sich hervorragend für die Simulation von Elektromotoren, Wirbelstromphänomenen und anderen physikalischen Phänomenen, bis hin zur Karosserieoptimierung. Es handelt sich dabei um eine Finite-Elemente-Software auf dem neuesten Stand der mathematischen Forschung. NGSolve ist extrem präzise, schnell und effizient, und es lässt sich in bestehende Softwarelösungen integrieren.

Grüner Treibstoff: Abfall gewinnbringend verwerten

Trotz aller Fortschritte wird sich der Elektromotor aber nicht für alle Anforderungen im Mobilitätsbereich durchsetzen. Beim Gütertransport, für Flugzeuge oder Schiffe, aber auch für mobile Maschinen in der Bau- oder Landwirtschaft wird man weiterhin Verbrennungsmotoren benötigen. Sie sollen in Zukunft aber nicht mehr mit fossilen Brennstoffen, sondern mit „grünen Treibstoffen“ betrieben werden.

Aus ölhaltigen Pflanzen Bio-Treibstoffe zu gewinnen, ist technisch schon lange möglich, doch dadurch entsteht eine unerwünschte Konkurrenzsituation zwischen Nahrungsmittelanbau und Energiepflanzenanbau. Die TU Wien forscht daher in eine ganz andere Richtung: Aus biogenen Reststoffen und Abfällen, die man bisher entsorgen musste, werden Biotreibstoffe, Wasserstoffgas und Methangas gewonnen. Je nach Treibstofftyp werden mit einem Verfahren der TU Wien bereits Wirkungsgrade zwischen 50 und 80 Prozent erzielt.

Außerdem wurde an der TU Wien ein neuartiger Wärmespeicher entwickelt, der ein Vorwärmen von Katalysatoren ermöglicht. Ein großer Teil der Emissionen fällt bei herkömmlichen Motoren nämlich in der ersten Phase nach dem Kaltstart an. Durch Vorwärmen des Katalysators kann man die Schadstoffemissionen von Fahrzeugen deutlich reduzieren.

Auf der Hannover Messe vom 1.4. bis 5.4.2019 werden diese Technologien gemeinsam mit anderen Innovationen der TU Wien als „Industrial Supply“ präsentiert – in Halle 3 auf Stand H20, organisiert von der WKO. Dort präsentiert die TU Wien auch:

- Neue Hochleistungswärmespeicher zur Integration in industrielle Produktionsprozesse sowie Kraftwerksprozesse mit Leistungen von hundert Kilowatt bis hunderte Megawatt ermöglichen eine energetisch hoch effiziente Nutzung von Abwärmeniveaus von bis zu 850° C.

- Energiesparen mit sensorlosen Antrieben: Permanentmagnet erregte Motoren sowie Reluktanz-Motoren mit sensorloser Regelung sind Antriebe höchster Zuverlässigkeit für höchste Effizienzansprüche (IE4) und werden durch die reduzierten Kosten in Produktion und Wartung als Ersatz für wenig effiziente Asynchronmaschinen attraktiv.

- Sensorlose Magnetlager liefern für hochtourig laufende Wellen höchste Dynamik und erhöhte Sicherheit bei reduzierter Baugröße und gesenkten Kosten – z. B. für Schwungräder, die Elektrizität mechanisch speichern können.

- Neue 2-in-1 Lasersonde erlaubt das gleichzeitige Messen von Geschwindigkeits- und Konzentrationsverteilungen über einen Querschnitt und damit die hochauflösende und berührungslose Beobachten von Strömungen, Mischvorgängen und chemischen Reaktionen.

Nähere Informationen über den Auftritt der TU Wien auf der Hannover Messe:
www.tuwien.at/hm2019   , öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Kontakt:
Dipl.-Ing. Peter Heimerl
Leiter, Forschungsmarketing – TU Wien
Karlsplatz 13 /E058-04, 1040 Wien, Österreich
M: +43-664-605883320
T: +43-1-58801-406110
peter.heimerl@tuwien.ac.at