Christian Schäfers Hochschule Osnabrück

Forscher der Hochschule Osnabrück unterstützt die OSNATECH GmbH bei der Entwicklung einer innovativen Nano-Heiztechnologie. Ziel der beiden Kooperationspartner ist es, die Reichweite von Elektrofahrzeugen entscheidend zu steigern. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt über zwei Jahre mit rund 200.000 Euro.

Die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen steigt: Die Zahl der in Deutschland neu zugelassenen Stromer ist im Vorjahr um gut 260 Prozent gestiegen, wie das Kraftfahrt-Bundesamt kürzlich mitteilte. Auch weltweit lässt sich laut dem sogenannten „Automotive-Electrification-Index 2020“ ein ähnlicher Trend beobachten. Die Reichweite der innovativen Fahrzeuge ist dabei ein wichtiger Aspekt bei vielen Kaufentscheidungen.

„Die Beheizung des Innenraums ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor für die E-Mobilität“, betont Prof. Dr. Christian Schäfers, der an der Hochschule Osnabrück das Labor für Karosserieentwicklung und Leichtbau leitet: „Alles, was die Reichweite einschränkt, wirkt sich negativ auf die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen aus.“ Der Forscher verweist auf Ergebnisse von Testfahrten der Automobilclubs ADAC und ÖAMTC: Sie hätten ergeben, dass sich die Reichweite halbieren kann, wenn draußen statt sommerlichen 20 Grad Temperaturen um den Gefrierpunkt herrschen. „Das energieeffiziente Beheizen elektrischer Fahrzeuge ist deshalb eine der wichtigsten Fragestellungen für die Fahrzeugindustrie“, so Schäfers Überzeugung.

In einem neuen Forschungsprojekt unterstützt der Wissenschaftler den regionalen Entwickler und Lieferant von Energietechnik, die OSNATECH GmbH aus Bissendorf. Die beiden Kooperationspartner wollen ein energieeffizientes Flächenheizsystem für Elektrofahrzeuge entwickeln. Mit Unterstützung der WIGOS Wirtschaftsförderung des Landkreises Osnabrück und des Innovationsberaters Dr. Daniel Kipp von der Oldenburger Beratungsgesellschaft MCON konnten die Projektpartner eine so genannte ZIM-Förderung des Bundeswirtschaftsministeriums von rund 200.000 Euro einwerben.

„Zum Einsatz kommt dabei die Kerntechnologie unseres Unternehmens: Die Erwärmung von Materie mittels Carbon Nano Tube-Technologie (CNT)“, schildert Bene Nintemann, Gründer und Gesellschafter von OSNATECH. Bereits seit Jahren entwickelt und fertigt der Bissendorfer Spezialist als erstes Unternehmen weltweit elektrische Heizsysteme auf Basis der CNT-Technologie. Schon bei niedrigeren Temperaturen erzeugt sie einen nennenswerten infraroten Strahlungsanteil mit geringerem Energiebedarf, als das mit klassischen Werkstoffen möglich ist. In der Gebäudetechnik wird dieses Verfahren bereits angewendet. Für die Serienfertigung in Elektrofahrzeugen bedarf es jedoch einer komplexen Weiterentwicklung.

Die heute üblichen Fahrzeugheizungen nutzen die Abwärme des Verbrennungsmotors, die per Lüfter im Wagen verteilt wird. Das funktioniert bei E-Fahrzeugen nicht. Hier werden deshalb in der Regel ein klassisches Heizgewebe oder eine Wärmepumpe zur Wärmegewinnung eingesetzt: Und das kostet Strom. „Das führt im Extremfall dazu, dass man bei langen Strecke lieber die Heizung ausstellt und friert, um die Reichweite des E-Fahrzeuges nicht einzuschränken“, weiß Andrea Frosch vom UnternehmensService der WIGOS, die OSNATECH die Innovationsberatung vermittelt hatte. Das neue Heizverfahren mit CNT-Technologie wäre hier deutlich energieeffizienter und damit natürlich auch komfortabler.

Die spannendste Entwicklungsfrage für OSNATECH lautet: Wie lässt sich die CNT-Technologie auf komplexe Fahrzeugteile aufbringen? Hier kommt das Labor für Karosserieentwicklung und Leichtbau der Hochschule Osnabrück ins Spiel. „Die Elektromobilität stellt uns vor spannende Herausforderungen, die es für die zukünftigen Fahrzeuggenerationen zu lösen gilt”, betont der Laborleiter Schäfers. Er freut sich, gemeinsam mit OSNATECH und seinem kreativen Team diese wichtige Frage zu knacken: „Wir alle wollen, dass man in nicht allzu langer Zeit über ein E-Auto sagen kann: ‚Es fährt und fährt und fährt‘“, so der Professor für Karosserieentwicklung und -konstruktion.

Bis zur Serienreife der Nanoheizung soll nun ein Verfahren entwickelt werden, das Nanopartikel in einem Schichtaufbau auf das Trägermaterial aufbringt, etwa auf die Karosserieteile. Ein entsprechendes Verfahrenspatent dazu hat die OSNATECH GmbH vor kurzem angemeldet. Aber auch viele andere Entwicklungsschritte liegen jetzt vor den Partnern. Bene Nintemann freut sich auf die spannende Zusammenarbeit: „Wir sind sehr stolz, dass wir nach einem Jahr intensiver Vorbereitung dieses Projekt in Angriff nehmen können. Ohne die tatkräftige Unterstützung durch Prof. Schäfers mit seinem engagierten Team und die aus der Innovationsberatung der WIGOS resultierende finanzielle Unterstützung durch den Bund wäre das nicht möglich gewesen!“

Zum Hintergrund

Das Labor für Karosserieentwicklung und Leichtbau der Hochschule Osnabrück beschäftigt sich in der Lehre wie auch der Forschung mit der Karosseriestruktur von Fahrzeugen sowie allen Aspekten des Leichtbaus. Dies beinhaltet nicht nur den automobilen, sondern beispielsweise auch den landtechnischen Leichtbau. Der Laborleiter, Prof. Dr. Christian Schäfers, ist für seine innovative Forschungsarbeit bereits mit dem renommierten Konrad Albert Schäfer-Innovationspreis ausgezeichnet worden.
http://www.hs-osnabrueck.de/iui/forschung

Das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) ist ein bundesweites, technologie- und branchenoffenes Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Mit dem ZIM sollen die Innovationskraft und damit die Wettbewerbsfähigkeit mittelständischer Unternehmen nachhaltig gestärkt werden. Mittelständische Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die mit ihnen zusammenarbeiten, erhalten Zuschüsse für anspruchsvolle Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die zu neuen Produkten, technischen Dienstleistungen oder besseren Produktionsverfahren führen. Wesentlich für eine Bewilligung sind der technologische Innovationsgehalt sowie gute Marktchancen der geförderten FuE-Projekte. http://www.aif.de/zim.html

Quelle: Hochschule Osnabrück

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