Nachricht

Dec 12, 2023

Dieses Solar

Silber, elegant und sportlich – Zem würde in einem Supersportwagen nicht fehl am Platz aussehen

Silber, schnittig und sportlich – Zem würde bei einer Supersportwagen-Meisterschaft nicht fehl am Platz sein. Aber Zem ist nicht wie andere Sportwagen – oder überhaupt ein Auto.

Der einzigartige Prototyp reinigt die Luft während der Fahrt von Kohlenstoff.

Mithilfe einer an der Unterseite angebrachten Kohlenstoffabscheidevorrichtung absorbiert und speichert das solarbetriebene Elektrofahrzeug mehr CO2 als es ausstößt. Um Abfall und Produktionsemissionen zu reduzieren, werden Karosserie und Rahmen aus recyceltem Kunststoff 3D-gedruckt und der Innenraum ist mit veganem Leder aus Ananas ausgestattet.

Diese Science-Fiction-Kreation wurde von einem Team aus 35 Studenten der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden im Rahmen des laufenden TU/ecomotive-Projekts entworfen und gebaut, bei dem Studenten Konzeptautos auf der Grundlage innovativer Technologien entwickeln.

„Wir haben so viele Technologien in ein Auto integriert, um wirklich zu zeigen, was alles zusammen leisten kann“, sagt Louise de Laat, Teammanagerin des Projekts.

Die Studenten hoffen, dass ihre CO2-Abscheidungstechnologie in Zukunft in bestehende Fahrzeuge nachgerüstet werden kann und dazu beitragen kann, einen Teil der Emissionen der derzeit eine Milliarde Personenkraftwagen auf den Straßen der Welt zu bekämpfen.

Seit 2013 lädt TU/ecomotive Studierende verschiedener Fachrichtungen ein, ein Jahr lang an Innovationsprojekten zum Bau nachhaltiger Fahrzeuge zusammenzuarbeiten.

Das Ziel des Teams 2021 war „Null-Emissions-Mobilität“, was dem Auto seinen Namen gab: Zem.

Unter Einbeziehung mehrerer Technologien von Partnersponsoren – wie Lithium-Ionen-Batterien des niederländischen Unternehmens Cleantron und Solarpaneelen von Watllab, die bis zu 15 % der Ladung des Autos decken – führt das Studententeam eine Lebenszyklusanalyse mit der SimaPro-Software durch, um die CO2-Emissionen zu berechnen Bau, Nutzung und Nachleben des Autos.

Autoreifen sind katastrophal für die Umwelt. Dieses Startup möchte eine treibende Kraft bei der Lösung des Problems sein

Das Team erkannte, dass CO2-Neutralität nicht zu erreichen war und machte sich stattdessen auf die Suche nach einer Möglichkeit, Kohlenstoff aus der Luft zu entfernen.

Zem hat zwei Filter unter dem Auto, neben jedem der Vorderräder. Während der Fahrt strömt Luft durch den Filter und CO2 bleibt an einem speziellen Korn im Filter hängen. Der Filter muss alle 200 Meilen geleert werden, daher haben die Studenten eine maßgeschneiderte Ladestation für Elektrofahrzeuge entworfen, an der das CO2 daraus extrahiert werden kann. Anschließend kann es bei der Produktion anderer Brennstoffe wie sauberem Wasserstoff wiederverwendet oder unter der Erde in geologischen Formationen gespeichert werden, um das CO2 aus der Atmosphäre fernzuhalten.

Das Gerät trägt zwar dazu bei, einen Teil der Produktionsemissionen von Zem auszugleichen, ist aber immer noch von geringem Umfang. Derzeit fangen die Filter nur 2 Kilogramm CO2 pro 20.000 Meilen ein – das ist weniger als ein Zehntel des CO2, das ein durchschnittlicher Baum jährlich absorbiert, und 0,04 % der jährlichen Emissionen eines typischen Fahrzeugs.

Das Gerät des Teams weist jedoch einen Machbarkeitsnachweis auf. Die Studierenden melden derzeit ein Patent an und Laat plant, die Kohlenstoffabscheidungstechnologie in einem Spin-off-Startup weiterzuentwickeln und zu verbessern.

Obwohl die Kohlenstoffabscheidungstechnologie für die Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre von entscheidender Bedeutung ist, verlief ihre Entwicklung nur langsam. Laut der Internationalen Energieagentur wurden im Jahr 2020 44 Millionen Tonnen CO2 abgeschieden – nur 13 % des Ziels.

Aber das Interesse an diesem Bereich wächst. Unternehmer wie Elon Musk investieren stark in Innovationspreise für die CO2-Abscheidung und die CO2-Abscheidung und -Speicherung wird bis 2028 voraussichtlich eine 7-Milliarden-Dollar-Industrie sein.

Die Menge an CO2, die das Gerät des Studenten auffängt, mag begrenzt sein – aber dieser Prototyp ist ein wichtiger erster Schritt, sagt Carlo van de Weijer, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Universität Eindhoven.

Das solarbetriebene Auto Lightyear 0 wird noch in diesem Jahr in Produktion gehen

Van de Weijer hat jahrzehntelang in der Automobilindustrie gearbeitet, unter anderem in Führungspositionen bei Siemens und TomTom, und ist seit Jahren Mentor der Innovationsteams in Eindhoven.

„Wenn man bedenkt, dass wir niemals eine Wirtschaft sein werden, die zu 100 % ohne fossile Brennstoffe auskommt oder zumindest keine CO2-Emissionen verursacht, dann müssen wir (CO2) wieder aus der Luft entfernen“, sagt van de Weijer.

Die Revolution der Elektrofahrzeuge hat die Emissionen am Auspuff reduziert, doch die bei der Produktion von Fahrzeugen entstehenden Emissionen stellen immer noch ein wachsendes Problem dar. Laut einem Bericht des gemeinnützigen International Council of Clean Transportation aus dem Jahr 2021 verursacht die Herstellung eines mittelgroßen Elektrofahrzeugs in Europa zwei Tonnen mehr CO2-Äquivalente als ein herkömmliches Auto.

Van de Weijer beschreibt das Ziel einer emissionsfreien Mobilität als „kühnes Mondscheindenken“, sagt aber, dass wilde Ideen oft zu brillanten Durchbrüchen führen. Wenn die CO2-Abscheidungstechnologie des Teams skalierbar ist, könnte sie seiner Meinung nach nicht nur in Autos nachgerüstet werden, sondern auch als eigenständige, stationäre Technologie funktionieren.

„Wir stehen mit der Umwelt vor riesigen Herausforderungen für die Zukunft“, sagt van de Weijer. „Wenn aus (Zem) etwas als Spin-off hervorgeht, dann wäre das fantastisch – es kann zu diesem riesigen Problem beitragen.“

Das Team beendete den Bau des Autos im Mai dieses Jahres und begann im August eine Tour durch die USA. Die USA sind weltweit der zweitgrößte Emittent von Treibhausgasen und liegen pro Kopf an erster Stelle – und fast ein Drittel dieser Emissionen stammt aus dem Verkehr. Deshalb habe sich das in den Niederlanden ansässige Team dafür entschieden, dorthin statt durch Europa zu touren, sagt Nikki Okkels, die Außenbeziehungsmanagerin von TU/ecomotive.

„Wir hoffen, dass wir weitere Beispiele wie Zem vorantreiben können, weil wir erkennen, dass die Branche in Sachen Nachhaltigkeit nur langsam Fortschritte macht“, sagt Okkels. Auf seiner Reise von San Francisco nach New York traf das Team unterwegs große Automobilunternehmen, von denen Okkels hofft, dass sie die Branche dazu anregen können, sich dem Netto-Nullpunkt anzunähern.

„Wir haben es geschafft: 35 Studenten mit viel Eifer, aber viel weniger Erfahrung als die Hauptindustrie, mit der wir konkurrieren“, sagt Okkels und fügt hinzu, dass große Unternehmen ohne regulatorische Einschränkungen mehr Raum zum Experimentieren hätten. „Wir zeigen der großen Industrie nur, was möglich ist.“

Leider konnte das Team Zem auf seinem US-Roadtrip nicht fahren: 3D-gedruckte Fahrzeuge haben keine Straßenzulassung, daher musste das Auto auf einem Anhänger gezogen werden. „Das nächste Team wird in diesem Prozess mit (Straßenbehörden) zusammenarbeiten, und vielleicht können wir in Zukunft ein straßenzugelassenes Auto bauen“, sagt Laat.

Gerade ist ein vollständig solarbetriebener Campervan durch Europa gefahren

Zem beendet seine US-Tour im Oktober und kehrt nach Europa zurück, wo zukünftige Studententeams das Konzept weiterentwickeln werden, um eines Tages ein vollständig CO2-neutrales Fahrzeug auf die Straße zu bringen.

Vorerst verfolgt Laat ihren Traum, die Kohlenstoffabscheidungstechnologie auszuweiten – und hofft, dass dies dazu beitragen könnte, eine Klimakatastrophe abzuwenden.

„Stellen Sie sich vor, Sie könnten dieses (Gerät) in all diesen anderen Fahrzeugen auf der ganzen Welt implementieren“, sagt Laat. „Und vielleicht nicht nur Autos, sondern sogar Züge, große Lastwagen, Schiffe oder Flugzeuge. Es gibt so viele Möglichkeiten.“