Robert Klatt
Ein in China entwickelter Thermomantel schützt die Akkus von Elektroautos vor Temperaturschwankungen. Die Lebensdauer der Akkus soll dadurch erhöht werden.
Shanghai (China). Elektroautos, die im Freien abgestellt sind, müssen tagtäglich mit den starken Temperaturunterschieden der Jahreszeiten zurechtkommen. Solche extremen Wechsel zwischen Hitze und Kälte sind nicht nur eine Belastungsprobe für das Fahrzeug selbst, sondern können auch den Akku beeinträchtigen. Forscher der Shanghai Jiao Tong University (SJTU) um Kehang Cui haben deshalb einen Thermomantel entwickelt, der die Lebensdauer der Akkus erhöhen soll.
Laut der Publikation im Fachmagazin Device funktioniert der Thermomantel während des gesamten Jahres. An heißen Tagen kann er die Temperatur, die das Elektroauto beim Parken ausgesetzt ist, um bis zu acht Grad Celsius reduzieren. Bei geringen Außentemperaturen, etwa in der Nacht, kann der Thermomantel die Temperatur um bis zu 6,8 Grad Celsius über die Umgebungstemperatur erhöhen.
Der Thermomantel besteht aus feinsten Fasern aus Kieselsäure und Aluminium. Sein Funktionsprinzip erinnert an eine schützende Kleidungsschicht, die in der Sommerhitze ein kühles Inneres gewährleistet und in der Winterkälte für angenehme Wärme sorgt. Laut den Entwicklern eignet sich das Material nicht nur für Elektroautos, sondern auch zur Isolierung von Gebäuden und Raumschiffen. Es könnte zudem für Raumstationen verwendet werden.
Der Thermomantel umhüllt das Fahrzeug mit einem isolierenden Material, das aus zwei speziell konzipierten Schichten besteht und es effektiv von der äußeren Umgebung abschirmt. Die äußere Schicht des Mantels wirkt als Reflektor des Sonnenlichts, während die innere Schicht dafür ausgelegt ist, die Wärme effektiv einzufangen.
Diese Konstruktion lässt sich mit der Atmosphäre unseres Planeten vergleichen, die gleichzeitig transparent für einen bestimmten Bereich elektromagnetischer Energie ist, die wir ausstrahlen, und uns vor extremen Wetterbedingungen schützt. So bietet der Thermomantel eine ähnliche Art von Schutz für Elektrofahrzeuge, indem er sie vor den Auswirkungen der Umwelttemperaturen abschirmt.
„Der Mantel funktioniert im Grunde so, wie auch die Erde abkühlt – durch Strahlungskühlung.“
In der Kälte nutzt der Thermomantel einen Prozess, der als Photonen-Recycling bezeichnet wird. Dadurch bleibt die Energie, die sich unterhalb des Mantels befindet, in einer Art Kreislauf zwischen dem Fahrzeug und dem Mantel selbst, statt in die äußere Umgebung abzustrahlen. Auf diese Weise wird die Wärme effektiv konserviert und das Elektroauto bleibt selbst bei niedrigen Außentemperaturen ausreichend erwärmt.
Die Entwickler haben den Thermomantel bereits in China erfolgreich erprobt. Die Ergebnisse waren beeindruckend: Während das Innere eines nicht bedeckten Elektroautos zur Mittagszeit auf über 50 Grad Celsius anstieg, reduzierte der Thermomantel die Temperatur in einem gleichartigen Fahrzeug um beachtliche 22,8 bis 27,7 Grad Celsius. Im Vergleich zu der Umgebungstemperatur war der Innenraum des mit Thermomantel ausgestatteten Fahrzeugs fast 8 Grad kühler. Und selbst zur Mitternacht blieb das geschützte Fahrzeug fast 7 Grad wärmer als die Außentemperatur.
Device, doi: 10.1016/j.device.2023.100008
