Eis auf der Windschutzscheibe taut blitzschnell ab
Energie in den Abgasen von Automotoren lässt sich speichern. Genutzt wird sie, um beim Start das Kühlwasser zu erhitzen und den Innenraum zu heizen.
Blick in den mit Salz gefüllten chemischen Reaktor.
Foto: TU Wien/ Dipl.-Ing. M. Jakobi
1997 präsentierte BMW einen Latentwärmespeicher fürs Auto. Vor allem an kalten Tagen sorgte er schnell für eisfreie Scheiben, einen warmen Innenraum und er heizte das Kühlwasser vor, um den Motor zu schonen und die Emissionen zu reduzieren. Das System setzte sich aus Kostengründen nicht durch.
Forscher der Technischen Universität Wien haben die Technik jetzt wieder aufgegriffen. In einer Zeit, in der Energie sparen weitaus wichtiger ist als vor 17 Jahren, hat sie jetzt eine Chance – vor allem in Hybridfahrzeugen. Im Winter muss der Motor trotz voller Batterien oft laufen, um den Innenraum mit Abwärme zu beheizen. Latentwärmespeicher sind mit einem Salz gefüllt. Ein Teil des Abgasstroms wird hindurchgeleitet. Die Wärme lässt das Kristallwasser in den Salzmolekülen verdunsten. Der Speicher ist gefüllt, wenn das letzte Wassermolekül aus dem Salz ausgetrieben ist. Das Wasser wird in einem separaten Tank gesammelt. Ein Ventil sorgt dafür, dass es mit dem Salz nicht unkontrolliert in Berührung kommt.
Wärme kalt gespeichert
Wenn das Fahrzeug geparkt wird erkaltet der Speicher. Die Wärme geht jedoch nicht verloren, weil sie in chemischer Form gespeichert ist. „Die Wärme kann nicht entkommen“, sagt Professor Peter Hofmann vom Institut für Fahrzeugantriebe & Automobiltechnik an der TU Wien. „Auch wenn Sie das Auto, beispielsweise für eine Flugreise, länger abstellen, ist die Wärme der vorherigen Fahrt noch gespeichert.“ Um sie zu nutzen wird das Ventil geöffnet. Der entstehende Wasserdampf wird vom Salz begierig aufgenommen. Dabei erhitzt es sich, sodass das Kühlwasser, das hindurchfließt, ruckzuck erwärmt wird.
Die Wiener entschieden sich gegen Wasser. Sie setzen Natriumsulfid und Methanol ein, eine Materialpaarung, die besonders effektiv ist. Die erste Wärmebatterie, die Hofmanns Team baute, erzielte bereits nach drei Minuten eine Heizleistung von 500 Watt. Die spezifische Energiedichte von 850 Kilojoule je Kilogramm blieb allerdings deutlich unter dem theoretisch möglichen dreifach höheren Wert, liegt aber schon oberhalb des Niveaus, das mit Latentwärmespeichern in der Vergangenheit erzielt wurde. „Noch befinden wir uns in einem frühen Forschungsstadium“, so Hofmann, der mit deutlichen Verbesserungen rechnet. Die Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen in Frankfurt am Main unterstützt die Forschungsarbeiten.
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