Metallisches Glas: Motor aus amorphem Stahl bei über 98 Prozent Wirkungsgrad
Der britische Motorenhersteller Horse Powertrain(öffnet im neuen Fenster) hat einen Elektromotor für Hybrid- und Elektrofahrzeuge gebaut, der bei einer Leistung von 140 Kilowatt und 360 Newtonmetern eine Effizienz von 98,2 Prozent erreicht. Laut eigener Aussage ist das der derzeit beste Wert für einen Elektromotor dieser Größe. Die Norm verlangt für die höchste Einstufung eines Motors einen Wirkungsgrad von 96,7 Prozent.
Die zusätzliche Optimierung gelang durch den Einsatz von metallischem Glas , auch als amorpher Stahl bekannt. Stahl ist es jedoch nicht, weil metallisches Glas allenfalls zu einem Teil aus Eisen besteht, es aber nicht der Hauptbestandteil ist. In der Regel handelt es sich um eine Mischung verschiedener Metalle, oftmals mit Zirconium oder Cobalt.
Atomarer Aufbau von Glas
Die speziellen Eigenschaften, vor allem eine hohe Festigkeit der Oberfläche, Korrosionsbeständigkeit und die fehlende Verformbarkeit, allesamt auch Eigenschaften von Glas, beruhen darauf, dass das übliche Metallgitter fehlt. Stattdessen sind die Metallatome ungeordnet, so dass metallisches Glas wie Fensterglas auch fließende Eigenschaften besitzt.
So konnte der Stator des Elektromotors mit 0,025 mm dicken Lagen aus amorphem Stahl gefertigt werden. Das reduziert die Verluste im Vergleich zu einem Stator aus Stahl um etwa die Hälfte und hebt den Gesamtwirkungsgrad auf mehr als 98 Prozent an.
Laut der Pressemitteilung soll sich der Energie- beziehungsweise Treibstoffbedarf eines Hybridfahrzeugs allein durch Einsatz des neuen Motors um ein Prozent reduzieren lassen.
Höhere Wirkungsgrade möglich
Während der Wert für einen Elektromotor in einem Pkw überragend ist, lässt sich ein Elektromotor sogar noch effizienter betreiben. Kleine elektrische Antriebe erreichen eine Effizienz von bis zu 70 Prozent. Große Motoren in Industrieanlagen können dagegen mit einem Wirkungsgrad von über 99 Prozent(öffnet im neuen Fenster) betrieben werden.
Zum Vergleich: Der Rekord für einen Dieselmotor liegt bei 53 Prozent(öffnet im neuen Fenster) , der typische Wirkungsgrad der Technik bei knapp 40 Prozent.
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