Tee, Kaffee und Äpfel für mehr Reichweite bei E-Bikes

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  • Laborarbeit

    Den Jungforschern stehen bei der Entwicklung im Labor die Fachabteilungen des Spezial-Chemie-Herstellers Kuraray zur Seite. (Foto: Tom Hinzmann)

  • Aktivkohle Schwarzer Tee

    Stoffe mit hohem Kohlenstoffanteil eignen sich ­besonders gut für den Einsatz in Superkonden­satoren. Mit Aktivkohle aus schwarzem Tee ­konnten die Forscher gute Ergebnisse erzielen. (Foto: Tom Hinzmann)

  • Gruppe Forscher Kuraray B

    Bei ihrem Projekt mit E-Bike-Akkus aus Bioabfällen ­werden die Nachwuchsforscher von Kuraray unterstützt. Mit im Bild: Robert Fuss (hinten links), Leiter New Business ­Development bei Kuraray. (Quelle: Kuraray Europe GmbH)

Leider haben die Ökocaps auch einen Nachteil: die geringere Reichweite. Wie begegnen Sie diesem Problem?

Die geringe Reichweite ist, wie bei allen Superkon­densatoren, eine Folge ihrer geringeren Energie­dichte im Vergleich zu konventionellen Akkus. Das ist ein nicht zu vernachlässigender Nachteil der Tech­nologie. Die meisten Konsumenten überlegen sich wahrscheinlich genau deswegen zweimal, ob sie sich ein E-Bike oder Elektroauto kaufen.

Wir können dieses Problem nicht gänzlich vermei­den – wir fragen uns allerdings, ob die Industrie zu sehr in Schwarz und Weiß denkt, entweder Super­kondensatoren oder Akkumulatoren. Mit unserem Forschungs­projekt konnten wir nachweisen, dass die Lösung in einem kombinierten System aus Superkondensa­toren und Lithium-Ionen-Akkus liegt, das im Zusam­menspiel die Nachteile gegenseitig ausgleicht und so ein neues, ungekanntes Effizienzlevel erreicht.

Für die Teilnahme am Landeswettbewerb von Jugend forscht haben Sie die Ökocaps in einem E-Bike getestet. Inwiefern eig­nen sie sich insbesondere für die Anwen­dung in E-Bikes und Pedelecs?

Uns war sehr wichtig, die Ergebnisse unserer Hoch­rechnungen mit einem Praxisbeispiel zu belegen und erlebbar zu machen. Wir wollten zeigen, dass unsere ökologischen Superkondensatoren für die Rückge­winnung der Bremsenergie besonders geeignet sind und außerdem effizienter arbeiten als herkömm­liche Lösungen.

Es wurde schnell klar, dass das E-Bike einen per­fekten Ausblick auf ein marktreifes Produkt geben könnte. Dank der überschaubaren elektronischen Steuerkomponen­ten lässt sich ein komplettes Sys­tem realisieren, das die Vorteile der Ökocaps ver­anschaulicht. Klei­nere Anwendungen wie E-Bikes haben bislang keine Möglichkeit, Bremsenergie zurück zu gewinnen, und ein komplettes Elektroauto wäre zu komplex für ein Jugend-forscht-Projekt und nicht realisierbar gewesen.

Die Ökocaps haben in Verbindung mit herkömm­licher Technologie großes Potenzial für die Verwen­dung in E-Bikes. Um es in Zahlen auszudrücken: Mehr als 90 Prozent der Bremsenergie können gespeichert werden. Je nach Anwendung verdreifacht sich damit der Wirkungsgrad des Batteriesystems.

Werden Ihre Ökocaps in Zukunft auch die Effizienz von Batterien in Elektroautos und anderen Elektrofahrzeugen erhöhen?

Die Chancen stehen sehr gut, dass Technologien wie unsere Ökocaps auch in größeren Anwendungen zum Einsatz kommen – das Wirkprinzip bleibt das Gleiche, ob es nun um ein E-Bike oder ein großes Elektroauto geht. Regierungen rund um den Globus subventionieren derzeit Elektrofahrzeuge, während deren Hersteller ständig nach Möglichkeiten suchen, die Reichweite und Effizienz ihrer Elektroautos zu steigern. Denn die Verbraucher sind natürlich stark an neuartigen, nachhaltigen und kostengünstigen Lösungen interessiert.

Wir freuen uns über jede Anfrage, die uns erreicht, über jede helfende Hand, die uns unterstützend zur Seite steht, über jede interessierte Person, die uns begeistert kon­taktiert und sich nach unserem Projekt er­kundigt. Gemeinsam mit unseren Partnern und Unterstützern von ­Kuraray arbeiten wir zurzeit an einem Zukunftskon­zept für unsere Technologie. Man darf gespannt sein.

Herr Fuss, wie wurde Kuraray auf die drei Jungforscher aufmerksam und welches Po­tenzial sehen Sie in der Zusammenarbeit?

Dr. Robert Fuss: Kuraray betreibt am Standort Hattersheim bereits seit mehreren Jahren ein lokales Nachbarschafts­programm (Social responsibility for/within our local community). Dabei unterstützen wir die Freiherr-vom-Stein Schule in Frankfurt regelmäßig mit diver­sen Aktivitäten. Auf die drei Jungforscher wurden wir zufällig aufmerksam, weil der zuständige Fachlehrer uns da­rauf ansprach, ob wir die Schüler bei ihrem Jugend forscht-Programm unterstützen könnten. Das taten wir auch spontan, denn Kuraray setzt sich an allen seinen Standorten für die lokale technische und wissenschaftliche Bildung ein.

Das hier angespro­chene Projekt sehen wir als Beleg dafür, welches Potenzial die Zusammenarbeit zwischen Schule und Industrie haben kann. Wir wollen diese Chancen mit verschiedensten Aktionen nutzen – von Betriebsbe­sichtigungen über Labortage und soziokulturellen Austausch (Japan – Deutschland) bis eben zur geziel­ten Förderung von Einzelaktionen wie dem Projekt unserer jungen Forscher.

Kuraray stellt neben vielen weiteren Pro­dukten aus dem Bereich der Spezialchemie auch Aktivkohle her. Ist Ihr Produkt auch für das Projekt des Forschungsteams geeignet?

Mit unserer Expertise in diesem Bereich konnten wir die drei bei ihrem Projekt bestens unterstützen. Unsere Aktivkohle wird aus nachwachsenden Rohstoffen her­gestellt – wenn auch nicht aus Kaffeesatz, wie bei den Jungforschern. Sie könnte daher gut in weitere Test­reihen einbezogen werden. Es ist ein glücklicher Zufall, dass ein Kuraray-­Produkt hier potenziell An­wendung finden könnte. Diesen Aspekt hatten wir bei der Entscheidung, die jungen Forscher zu fördern, nicht gesehen und deshalb auch nicht im Hinterkopf. Wir freuen uns aber natürlich trotzdem sehr darüber.

Wie setzt sich Kuraray darüber hinaus für nachhaltige Mobilität ein?

Zahlreiche unserer Produkte finden Anwendung im Be­reich Automotive/Mobilität. So lassen sich mit Kuraray Liquid Rubber (K-LR) beispielsweise Haftung, Kraft­stoffeffizienz und Abnutzungsbeständigkeit von Rei­fen gleichzeitig kontrollieren und optimieren. Unsere Trosifol und SentryGlas-Zwischenlagen reduzieren darü­ber hinaus das Gewicht von Autoscheiben und steigern außerdem den UV- und Lärmschutz in der Fahrerkabine.

Diese Produkte und ihre komplette Produktion unterliegen strengen Umwelt- und Qualitätsstan­dards. Kuraray legt dabei, wie bei allen unseren Produkten, großen Wert auf die Schonung von Res­sourcen wie Wasser und Energie sowie auf umwelt­verträgliche Prozesse. All dies trägt in Summe zur Nachhaltigkeit auch im Bereich Mobilität bei.

Die Patentanmeldung für die Entwicklung der Ökocaps ist bereits in Vorbereitung. Wie unterstützen Sie das Forschungsteam weiterhin auf dem Weg zur Marktreife?

Wir unterstützen die jungen Forscher vor allem fachlich – unsere Fachabteilungen helfen etwa bei komplexen Themen wie dem Umgang mit dem Pa­tentwesen und bei der Vorbereitung auf die Pro­duktherstellung. Außerdem unterstützen wir sie darin, hilfreiche Industriekontakte herzustellen. Ein gutes Netzwerk ist wichtig, um Marktbedürfnisse erkennen zu können. Im Austausch mit anderen Fachleuten und poten­ziellen Nutzern lassen sich auch gut die Anforderun­gen an das noch zu ent­wickelnde Endprodukt formulieren. Bei all diesen Aktionen stehen wir mit Rat und Tat zur Seite, wenn die Jungforscher das möchten.

Werden Sie an der Eurobike 2018 in Fried­richshafen teilnehmen?

Die Eurobike ist eine globale Leitmesse für das Fahr­radgeschäft und deshalb eine gute Plattform für die jungen Forscher, ihre Ergebnisse mit uns vorzustel­len. Bisher stand eine Teilnahme für uns nicht auf der Tagesordnung, aber gerade denken wir tatsächlich darüber nach, uns dort einmal umzusehen.

Herzlichen Dank für das Gespräch. (sih)

  • Sebastian Durchholz Bild

    Interviewpartner

    Sebastian Durchholz

    Selbstständiger Unternehmer, IT-Berater und Servicedienstleister, Fachreferent

  • Tom Hinzmann

    Interviewpartner

    Tom Hinzmann

    Studium Computational Engineering, TU Darmstadt

  • Tony Oehm Bild

    Interviewpartner

    Tony Oehm

    Studium International Management, Frankfurt School of Finance & Management

  • Robert Fuss Kuraray

    Interviewpartner

    Dr. Robert Fuss

    Leiter New Business Development, Kuraray Europe GmbH

  • Reichweite Ebikes Bioabflle Screenshot

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