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"Vollständig nachhaltig": Wird ein 17-Jähriger die Elektromobilität revolutionieren?

·Freier Autor für Yahoo

Die Motoren der meisten Elektroautos sind alles andere als umweltfreundlich. Sie bestehen aus Seltenen Erden, deren Abbau zulasten der Natur geht. Ein 17-jähriger Erfinder will das Problem mit einem "vollständig nachhaltigen" Motor lösen.

close-up of an electric motor, for electric cars, on the production line, in the background another electric motor followed. Interior of an electric car factory.
Symbolbild eines Elektroauto-Motors (Getty Images)

In Robert Sansone lebt der Erfindergeist weiter. Der US-amerikanische Tüftler hat schon so manche Erfindung auf dem Konto. Seine neueste hat das Zeug, die Elektromobilität auf den Kopf zu stellen. Bei der Konstruktion handelt es sich um einen Motor, der "vollständig nachhaltig" werden soll. Was für eine Leistung wäre das für jemand, der erst 17 Jahre zählt.

"Ich habe ein natürliches Interesse an Elektromotoren", sagt der aus Fort Pierce im US-Bundesstaat Florida stammende Nachwuchsingenieur, der schon rund 60 Projekte fertiggestellt hat, darunter ein mehr als 100 km/h schnelles Go-Kart. "Ich wollte das Thema Nachhaltigkeit angehen und versuchen, einen anderen Motor zu entwickeln."

Teure und umweltschädliche Materialien in Elektromotoren

Einen anderen Motor als den, der in den meisten Elektroautos zum Einsatz kommt. Der hat zwar einige Vorteile, aber auch so manchen Nachteil, wie Sansone einmal aus einem Video zum Thema erfahren haben will. Einer davon ist: In dem Motor sind Magnete eingebaut aus Seltenen Erden, die begehrt und daher teuer sind und zum anderen umweltschädigend abgebaut werden.

Sansone will einen Motor ohne Magnete bauen. Seine Idee ist allerdings keine Schöpfung aus dem Nichts, vielmehr baut sie auf einer bereits existierenden Konstruktion auf: dem Synchron-Reluktanzmotor. Der kommt ohne Magnete aus, hat aber einen Nachteil: Er ist nicht stark genug für ein Elektroauto. Das Problem hofft Sansone, mit seiner Weiterentwicklung des Mechanismus zu lösen.

Kernkomponente eines Synchron-Reluktanzmotors ist ein Rotor aus einem magnetischen Material wie zum Beispiel Stahl. Der Rotor hat Aussparungen, zwischen dem Stahl befindet sich also nicht magnetische Luft. Der Unterschied zwischen dem magnetischen und dem nicht magnetischen Element sorgt für Bewegung des Rotors. Allerdings entsteht nicht genug Drehmoment, sodass der Motor größere Geräte nicht betreiben kann.

Wie funktioniert der Motor des jungen Tüftlers?

Besser verspricht Sansones Mechanismus zu werden. Der Nachwuchsingenieur hat in seiner Version des Synchron-Reluktanzmotors die Luftschlitze durch ein zweites Magnetfeld ersetzt. Das Ergebnis: Sein Motor weist bei 300 Umdrehungen 39 Prozent mehr Drehmoment auf und ist 31 Prozent effizienter als die zugrundeliegende Technologie. Bei 750 Umdrehungen lag das Drehmoment bei knapp 37 Prozent mehr Effizienz.

Mehr Umdrehungen konnte Sansone nicht testen, die Plastikteile aus dem 3D-Drucker wurden während des Betriebs heiß und schmolzen, wie er ernüchternd erfahren musste. "Ich hatte keinen Mentor, der mir helfen konnte", sagt er laut "Smithsonian Magazine". "Jedes Mal, wenn ein Motor ausfiel, musste ich tonnenweise recherchieren und versuchen, den Fehler zu finden."

Beim 15. Prototyp sei ihm schließlich ein "funktionierender" Motor gelungen, fügt er hinzu. Und der arbeitet nicht nur dank der schon genannten Komponenten. Zum Einsatz kommen außerdem ein Kupferdraht und weitere wesentliche Bausteine – welche das sind, will er nicht verraten. Aus verständlichen Gründen, er hat nämlich noch vor, seine Erfindung patentieren zu lassen.

Auf dem Weg zur Marktreife?

Auf dem besten Weg dorthin ist er schon. Schließlich hat sein Motor schon andere überzeugt. Bei der "Regeneron International Science and Engineering Fair" (ISEF), dem größten voruniversitären Forschungswettbewerb der Welt, belegte Sansone in diesem Jahr den ersten Platz. Dafür erhielt er ein Preisgeld in Höhe von 75.000 US-Dollar, das sind umgerechnet knapp 74.000 Euro.

Vielleicht gelingt ihm der Durchbruch schon mit dem 16. Prototyp seines Motors. An dem arbeitet er längst. Er soll aus stabileren und hitzebeständigeren Materialien bestehen, die hoffentlich eine höhere Drehzahl aushalten werden. Wenn die Tests erfolgreich sind, wird Sansone aber nicht nur beim Patentamt vorstellig werden, auch so manchen Kontakt in der Autoindustrie will er knüpfen.

Wenn der Motor eines Tages ein Elektroauto in Bewegung setzen wird, dann wird Sansone seinen großen Traum aber nicht nur um seiner selbst willen erfüllt haben. Er denkt auch an das große Ganze – die Umwelt, die er mit seiner Erfindung schonen will. Seltene Erden, sagt er, würden die Nachhaltigkeit von Elektrofahrzeugen "untergraben". Seine Erfindung soll dazu beitragen, dass die Elektromobilität eines Tages "vollständig nachhaltig" wird.

Im Video: Umwelt: Die 5 besten Tipps zur Abfallvermeidung