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Wissenschaft - Nächster Meilenstein der E-Mobilität: Forscher arbeiten an leichtgewichtigem und effizientem Motor ohne Metall
Schauen nicht nach viel aus – weit weniger imposant als Verbrenner mit all ihren Kolben. Und doch arbeiten vor allem Elektromotoren im Herzen der Wirtschaft des 21. Jahrhunderts. (Bildquelle: Adobe Firefly, generative KI)
Nichts geht ohne sie: Elektromotoren sind die schlagenden Herzen unserer Wirtschaft. Zunehmend mehr Aufgaben lasten wir ihnen auf: egal, ob in der privaten Mobilität, der Industrie oder der Logistik. Antriebe, die auf Strom setzen, gehören längst zum Alltag – mit trotzdem noch reichlich Luft nach oben.
Doch um möglichst viel zu elektrifizieren, braucht es mit heutiger Technik Unmengen an Metallen, allen voran Kupfer – aber vielleicht nicht mehr lange.
Forscher haben jetzt einen metalllfreien Elektromotor entwickelt. Er gilt als weltweit erster ernsthafter Kandidat für einen massenhaften Einsatz in Autos, Maschinen und Co. Wir stellen ihn und die potenziellen Vorteile der Technik dahinter vor.
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Wir verdanken ihnen potenziell umweltfreundliche Bewegung: Spulen aus Metall. Sie spannen im Inneren von Elektromotoren die Magnetfelder auf, die Räder aller Art zum Rollen bringen. Vereinfacht beschrieben, bestehen sie aus etlichen Metern an Draht.
Ein Team aus Forscherinnen und Forschern des Korea Institute of Science and Technology (KIST) hat einen Elektromotor gebaut, dessen Spulen komplett ohne Metall auskommen und der zudem geeignet erscheint, eines Tages die grüne Mobilität mit anzutreiben, sein Name: »Metallfreier Elektromotor aus Kohlenstoffnanoröhren«.
Anstatt Kupfer kommt sogenanntes CNT-Garn zum Einsatz. CNT steht für Carbon Nanotubes, zu Deutsch: Kohlenstoffnanoröhren oder auch -röhrchen. Aus jeweils neun Stück sponnen sie ein Kabel und umhüllten es mit isolierender Acryl-Klebefolie – insgesamt so dick wie eine Kreditkarte. Das Ganze nennt sich CSCEC (Core-Sheath Composite Electric Cable). Diesen Draht wickelten sie wie normalerweise auch Kupfer auf. Und voilà: Sobald Strom floss, legte der Motor los.
Trotz aller Erfolge ist Geduld angesagt. Zum einen handelt es sich vorerst nur um einen Laborprototyp – wenn auch einen beeindruckenden. Mit dem CNT-Motor wurde ein maßstabsgetreues Modellauto angetrieben, das mit rund 1,5 Kilometer pro Stunde über eine Asphaltstrecke fuhr – zum Vergleich: mit Kupferkabeln erreichte dasselbe Auto etwa das Vierfache. Wenig überraschend schlägt Kupfer den Nanoröhrchen-Draht auch bei Leitfähigkeit noch deutlich – beinahe ums Achtfache.
ABER: Wer jetzt am Sinn des Ganzen zweifelt, der schreibt die Technik zu früh ab. Denn der CNT-Draht wiegt pro Volumen deutlich weniger als Kupfer – nämlich nur 1⁄5. Hier finden wir den eigentlichen Clou der Innovation abseits des bloßen Tausches von Metall gegen Kohlenstoff.
