Wenn E-Autos von der Straße aufgeladen werden, die sie befahren

Reichweite bleibt ein Dauerbrenner in der Diskussion um E-Mobilität. Künftig könnten Straßen mittels Induktion Fahrzeuge aufladen – aber die Technologie dazu ist erst im Teststadium.

Batterien bleiben in der rasanten Transformation vom Verbrennungsmotor zu E-Autos der Flaschenhals der Entwicklung. Ihr Gewicht erhöht den Energieverbrauch, ihre Kapazität und Ladezeit begrenzt die Reichweite, Weiterverwendung und Wiederverwertung müssen erst entwickelt werden, und Produktionsfehler können zu Bränden führen. Enorme Forschungsanstrengungen gehen darum in die Weiterentwicklung dieses Energiespeichers.

Elektrische Eisenbahnen haben hingegen seit ihrer Erfindung erfolgreich E-Mobilität ohne Batterien vorgeführt. Für den individuellen Automobilverkehr sind jedoch Oberleitungen – quasi die Verwandlung des Straßenverkehrs in ein riesiges Autodrom – ausgeschlossen. Die Lösung: Strom aus der Straße, vom E-Auto mittels Induktion abgezapft . Das Prinzip ist uns aus dem Alltag vertraut: Elektrische Zahnbürsten laden meist induktiv, und zunehmend holen sich Handys und andere Gadgets Strom von induktiven Unterlagen.

Bei E-Autos und Straßen ist die Situation komplizierter. Zum einen muss dazu die Distanz zwischen Straßenoberfläche und E-Auto überwunden werden, was die übertragenen Energiemengen reduziert. Und zum anderen muss die richtige Technik gefunden werden, damit Beton magnetisiert werden kann, um darauf fahrenden Autos die benötigte Energie zu liefern.

“MagPads” magnetisieren die Straße

Diese Herausforderungen will ein neues Forschungsinstitut der renommierten Purdue University in Indiana lösen, das Advancing Sustainability Through Powered Infrastructure for Roadway Electrification (ASPIRE), das von der National Science Foundation der USA finanziert wird. In dem mehrjährigen Projekt kommt eine von dem deutschen Unternehmen Magment entwickelte Technologie zur Magnetisierung von Beton zur Anwendung. So genannte MagPads ermöglichen es, Teile des Bodens zu Magnetisieren, was wiederum von E-Fahrzeugen in Strom gewandelt werden kann. Dies kann sowohl auf längeren Strecken während des Fahrens erfolgen, als auch stationär an “Tankstellen”, an denen beispielsweise E-Scooter abgestellt werden.

Dabei werden kleine Ferrit-Teilchen, die aus E-Schrott gewonnen werden, mit dem Zement oder anderen Material für den Straßen oder Bodenbelag (z.B. in Industriehallen) verarbeitet. Das erlaubt die Durchleitung von Strom und die Magnetisierung des jeweiligen Belags. Im Projekt der Purdue University werden Platten dieser MagPads wenige Zentimeter unter der Straßenoberfläche eingearbeitet und bilden zusammengefügt einen Transmitter, um die Energie weiter zu leiten.

Die Versuche sind einerseits Belastungstests, bei denen die Haltbarkeit dieses induktiven Highways auch für schwere Lastwägen erprobt wird. Andererseits geht es um die Überwindung des “Air Gap”, des Abstands zwischen Transmitter in der Straße und Receiver am Fahrzeug, eine doch beachtliche Distanz von 25 bis 40 Zentimeter. In den beiden nächsten Jahren soll eine Teststrecke in der Länge von einer Viertelmeile (rund 400 Meter) entstehen, in vier bis fünf Jahren dann auf einer regulären Autobahn eine längere induktive Strecke.

Eine größere Hürde als in der Entwicklung der Technik sieht Chris Nelder, CEO von Magment, auf Seiten der Hersteller von E-Autos. Die Autoindustrie sei derzeit so stark mit der Entwicklung und Produktion von Batterien und Software beschäftigt, dass eine weitere neue Technologie für sie keine Priorität habe, erklärte Nelder in der New York Times. Darum ging es in diesem Projekt zunächst vor allem um die Demonstration, dass diese Technologie auch funktioniert.

Weitere Information: 
Magment
Advancing Sustainability Through Powered Infrastructure for Roadway Electrification (ASPIRE), Purdue University

Published On: 1. Februar 2022

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