{"id":1387,"date":"2022-02-25T19:02:02","date_gmt":"2022-02-25T18:02:02","guid":{"rendered":"https:\/\/saaris-motovation.de\/?p=1387"},"modified":"2022-05-04T14:25:21","modified_gmt":"2022-05-04T12:25:21","slug":"uni-saarland-will-mit-internationalem-forscherteam-elektromotoren-deutlich-effizienter-machen-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/saaris.de\/en\/uni-saarland-will-mit-internationalem-forscherteam-elektromotoren-deutlich-effizienter-machen-2\/","title":{"rendered":"Uni Saarland will mit internationalem Forscherteam Elektromotoren deutlich effizienter machen"},"content":{"rendered":"\t\t
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Elektromotoren stecken in vielen Alltagshelfern: Haushaltsger\u00e4te, E-Roller, Elektro-Fahrr\u00e4der, Drohnen und viele andere Ger\u00e4te werden von ihnen angetrieben. Dabei gibt es ein Problem: Je kleiner die Motoren, desto gr\u00f6\u00dfer sind die Effizienzverluste durch ein magnetisches Ph\u00e4nomen, die so genannten Eisenverluste. Diese Verluste will ein internationales Forschungsteam nun drastisch reduzieren, indem sie statt herk\u00f6mmlicher Eisenlegierungen so genanntes metallisches Glas verwenden. Um dieses Ziel zu erreichen, werden sie mit drei Millionen Euro von der Europ\u00e4ischen Union gef\u00f6rdert.<\/strong>
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Wer heute an Elektromotoren denkt, hat wohl fast immer ein Elektroauto vor Augen. Elektromotoren spielen aber nat\u00fcrlich noch in tausend anderen Ger\u00e4ten eine zentrale Rolle. Kaum ein Haushaltsger\u00e4t kommt ohne Elektromotor aus, und auch f\u00fcr die Mobilit\u00e4t unterhalb des Automobils spielen sie eine gro\u00dfe Rolle, etwa in E-Bikes und Elektrorollern. Zudem werden Drohnen jeglicher Art von E-Motoren angetrieben; sie werden k\u00fcnftig wohl eine gr\u00f6\u00dfere Rolle spielen, sei es in der Logistik, im Katastrophenschutz oder auch im Verkehrswesen.\n<\/p>\n

\u201eSuchen wir nach M\u00f6glichkeiten, Elektromotoren effizienter und umweltfreundlicher zu machen, schauen wir meistens auf die Seite der Batterie. Aber auch beim Elektromotor selbst lassen sich eine Menge Verluste noch reduzieren und somit die Effizienz des Antriebs steigern\u201c, erkl\u00e4rt Ralf Busch. Der Professor f\u00fcr Metallische Werkstoffe an der Universit\u00e4t des Saarlandes ist einer der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sich nun gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie an die Erforschung einer Methode machen, mit der die Effizienz der Motoren gesteigert werden soll.<\/p>\n

Gelingen soll das \u00fcber die Verringerung so genannter Eisenverluste. Matthias Nienhaus, Professor f\u00fcr Antriebstechnik an der Universit\u00e4t des Saarlandes, erkl\u00e4rt diese so: \u201eIn einem Elektromotor wechselt bei der Energiewandlung viele Male in der Sekunde das Magnetfeld im Antrieb. Bei jedem einzelnen Magnetfeld-Wechsel kommt es zu Effizienzverlusten, die dann die Effizienz des Motors selbst verringern.\u201c Kurz gesagt: Der Motor k\u00f6nnte die ihm zugef\u00fchrte elektrische Energie besser in Bewegung umsetzen, wenn die Verluste geringer w\u00e4ren. Um im Bild der Mobilit\u00e4t zu bleiben: Der Motor k\u00f6nnte das Fahrzeug l\u00e4nger antreiben und damit die Reichweite steigern.<\/p>\n

Das Problem dabei ist aber, dass f\u00fcr die Komponenten des Motors, die das Magnetfeld leiten, Eisen als grundlegendes Metall n\u00f6tig ist. Allerdings weist Eisen verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig hohe Effizienzverluste auf. Ralf Busch und seine Kollegin Isabella Gallino haben f\u00fcr dieses Problem einen L\u00f6sungsansatz im Sinn, der dank des Fortschritts im 3-D-Druck m\u00f6glich geworden ist: \u201eAuch amorphe Eisenlegierungen sind weichmagnetisch, eignen sich also zum Ummagnetisieren wie eine Spule mit einem Kern aus einer herk\u00f6mmlichen Eisenlegierung. Dabei fallen aber die Eisenverluste viel geringer aus.\u201c Amorphe Metalle, auch Metallische Gl\u00e4ser genannt, sind Schmelzen, die in Sekundenbruchteilen abk\u00fchlen und dabei kein festes Kristallgitter bilden wie langsamer abk\u00fchlende Metallschmelzen. Dadurch ver\u00e4ndern sie ihre Eigenschaften drastisch, obwohl sie hier wie da beispielsweise aus Eisen bestehen.<\/p>\n

\u201eEine solche amorphe Eisenlegierung k\u00f6nnte, in einen Elektromotor eingebaut, die Eisenverluste dramatisch verringern. Das w\u00e4re ein Riesenschritt in die Zukunft\u201c, erkl\u00e4rt Matthias Nienhaus, der gemeinsam mit seinem Mitarbeiter Chris May k\u00fcnftig E-Motor-Prototypen aus amorphem Metall bauen will. Hier kommt nun der Fortschritt im 3-D-Druck ins Spiel: \u201eSeit zwei Jahren etwa ist es m\u00f6glich, dass man auch amorphe Metalle im 3-D-Drucker verarbeiten kann\u201c, erkl\u00e4rt Isabella Gallino, die das Projekt federf\u00fchrend eingeworben hat. Amorphe Eisenlegierungen sind bislang im industriellen Ma\u00dfstab nur als sehr d\u00fcnne B\u00e4nder herstellbar. Ihre gr\u00f6\u00dfte Anwendung besteht derzeit noch darin, dass sie in Diebstahlsicherungen von Kaufhausartikeln verbaut werden. \u201eWir k\u00f6nnten mit neuartigen Druckverfahren aber ein gr\u00f6\u00dferes Werkst\u00fcck aus amorphem Eisen herstellen, das auch als Weichmagnet in Elektromotoren einsetzbar ist\u201c, f\u00fchrt die Materialwissenschaftlerin aus. Daf\u00fcr drucken sie \u2013 vereinfacht gesagt \u2013 ein d\u00fcnnes Band nach dem anderen und f\u00fcgen es zu einem gro\u00dfen Teil zusammen. Gelingt dies, w\u00e4ren die Eisenverluste im Elektromotor auf einen Schlag drastisch niedriger als bisher.<\/p>\n

Nat\u00fcrlich bedarf es dazu einer Menge Know-how, denn ein solches Vorhaben gelingt nicht mit einem 3-D-Drucker aus dem Elektronikmarkt. \u201eZuerst m\u00fcssen wir Werkstoffwissenschaftler das amorphe Eisen so designen, dass am Ende die gew\u00fcnschten Eigenschaften herauskommen\u201c, erkl\u00e4rt Isabella Gallino den ersten Schritt. \u201eIm Anschluss liefert unser Industriepartner Heraeus das spezielle Pulver f\u00fcr den 3-D-Drucker, aus dem dann unsere Partner in Schweden und Spanien das amorphe Metall in einem speziellen Lasersinterverfahren dreidimensional drucken. In Italien schlie\u00dflich wird das fertige Werkst\u00fcck auf seine magnetischen Eigenschaften hin untersucht. Dort sitzen die europaweit besten Spezialisten f\u00fcr diesen Arbeitsschritt\u201c, so die Wissenschaftlerin weiter.<\/p>\n

\u201eWenn das alles zusammenpasst, kommt das Werkst\u00fcck schlie\u00dflich wieder in Saarbr\u00fccken an, wo wir dann den Prototypen des Elektromotors bauen, der hoffentlich die entsprechend hohe Effizienz an den Tag legt\u201c, erkl\u00e4rt Professor Nienhaus, der Experte f\u00fcr den Bau des Elektromotors.<\/p>\n

Ist das Forschungsprojekt erfolgreich, folgt nach vier Jahren grundlegender Forschung m\u00f6glicherweise ein Technologietransfer, um ein marktreifes Produkt zu entwickeln. Zwar zielt der jetzige Ansatz vorrangig auf kleine Motoren ab. \u201eAber wer wei\u00df, wo das hinf\u00fchrt: Vielleicht k\u00f6nnen wir dadurch mittelfristig auch dazu beitragen, die Reichweite von Elektroautos massiv zu erweitern\u201c, blickt Ralf Busch in die Zukunft. Es w\u00e4re kein kleiner Beitrag hin zu einer nachhaltigeren Welt.<\/p>\n

Das Projekt AM2SoftMag<\/strong>: Additive Manufacturing of Amorphous Metals for Soft Magnetics wird im Rahmen des EU-Pathfinder-Programms gef\u00f6rdert. Die F\u00f6rderung bel\u00e4uft sich auf insgesamt rund drei Millionen Euro. Davon flie\u00dfen knapp 900.000 Euro an die Universit\u00e4t des Saarlandes, der Rest an die Projektpartner Fundation IMDEA Materials (Spanien), Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica-INRIM (Italien), EXMET AB (Schweden), Heraeus AMLOY Technology (Deutschland).<\/p>\n


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Weitere Informationen:<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n Dr. Isabella Gallino<\/span>\n <\/span>\n\n 0681 302 2052<\/span>\n i.gallino@mx.uni-saarland.de<\/a>\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n\n \t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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