Technik

Kohlenstoff-Nanoröhrchen: Endlich effiziente Heizung für E-Autos

von Carola Franzke

Heizung an, Reichweite weg: Dieses Problem von Elektroautos im Winter sollen jetzt die leichten und flexiblen Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) lösen.

Luftansicht einer Brücke über ein bewaldetes Gebiet. Auf der Brücke fahren Autos in je drei Fahrspuren pro Richtung.
Soweit die Reifen tragen: Kohlenstoff-Nanoröhrchen könnten E-Autos (und ihre Heizungen) effizienter machen. Foto: Shutterstock / Novikov Aleksey

Das erfahren Sie gleich:

  • Warum sich Fahrer von E-Autos künftig nicht mehr zwischen Heizung und Reichweite entscheiden müssen
  • Welche weiteren Vorteile Kohlenstoff-Nanoröhrchen den Entwicklern bieten
  • Was Forscher über die CNT-Technik sagen

Eines der größten Probleme der Elektromobilität könnte bald gelöst sein – nämlich dass bei Elektroautos im Winter die Heizung immer auf Kosten der Reichweite geht. Die Lösung liegt dabei in Kohlenstoff-Nanoröhrchen – im Englischen „Carbon Nano Tubes“ (CNT) genannt.

Eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) hatte bereits 2015 erwähnt, dass mit der CNT-Technologie das Heinzungsproblem bei E-Autos gelöst werden könnte.

Während in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor die Wärme aus dem Motorraum zum Heizen genutzt werden kann, fällt diese Art der Wärmeenergie in Elektroautos gar nicht an.

Elemente mit CNT-Beschichtung könnten hingegen sogar mit Niederspannung Wärme erzeugen und sind zudem leicht sowie fast frei formbar. Weniger Stromverbrauch und ein geringes Gewicht: Beides ist gut für die Reichweite von Elektroautos.

3D-Grafik von Kohlenstoff-Nanoröhrchen.
Im Fokus der Wissenschaftler: 3D-Model von Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Foto: Shutterstock / Forance

Energieeffizient Heizen mit Nanoröhrchen

Bisher begeistern sich vor allem Forscher und Erfinder für die vielseitigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Die leitfähigen Fasern lassen sich wegen ihrer Eigenschaften hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit nicht nur für Heizelemente einsetzen, sondern auch für elektromagnetische Abschirmung, um etwa Räume funksicher zu machen.

Zudem haben die Nanoröhrchen auch spannende mechanische Eigenschaften und können zu leichten, extrem widerstandsfähigen Materialien verarbeitet werden. Ein anderer Einsatzbereich sind Lithium-Akkus, die dank Kohlenstoff-Nanoröhrchen eine deutlich höhere Kapazität erreichen könnten, ohne Gewicht und Volumen zu erhöhen.

Das in Bayreuth ansässige deutsche Unternehmen Future Carbon bietet die CNT-Technologie in Wandfarbe und als Beschichtung für verschiedene Materialien an: Heizungen, die angenehme Wärme abstrahlen und in quasi jede Form gebracht werden können, oder eine Glasbeschichtung, die elektromagnetische Strahlen abhält.

Effiziente Heizung für das E-Auto?

Ingenieure befassen sich mit dem Thermomanagement von Elektrofahrzeugen, um die Probleme in den Griff zu bekommen: Im Winter sinken die Reichweiten bei den meisten Elektroautos auf die Hälfte. Bisher sind Elektroautos meist mit Wärmepumpen ausgestattet, um die Effizienz des Heizsystems soweit wie möglich zu steigern. Es ist aber noch ein weiter Weg, um die Reichweite auch bei Minusgraden zu steigern.

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Die vielversprechenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen könnten auf einer Folie aufgebracht und so beispielsweise in der Türverkleidung untergebracht werden. Solche Heizelemente würden bei Niederspannung mit geringem Energieverbrauch funktionieren, könnten also auf lange Sicht ein Faktor sein, um die Reichweite trotz Kälte zu erhöhen.

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