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14. September 2014, 14:08 Uhr

Antriebstechnik

Forscher entwickeln neuartigen Elektromotor

Ein neuer Elektromotor nutzt elektrostatische statt magnetischer Kräfte. Die Idee ist nicht neu, scheiterte aber bislang an der praktischen Umsetzung. Das könnte sich nun ändern, glauben US-Forscher.

Wie ein Elektromotor funktioniert, lernen Kinder in der Schule. Strom fließt durch eine Spule, ein Magnetfeld wird aufgebaut. Dieses Magnetfeld wechselwirkt mit einem äußeren Magnetfeld - die Spule fängt sich an zu drehen.

Man könnte einen Elektromotor statt mit magnetischen aber auch mit elektrostatischen Kräften antreiben. Schließlich ziehen sich positive und negative Ladungen genauso an wie Nord- und Südpole von Magneten. Schon im 18. Jahrhundert versuchte sich Benjamin Franklin am Bau eines solchen elektrostatischen Motors - praktisch genutzt wird das Prinzip aber bis heute nicht. Magnetische Motoren sind einfach technologisch leichter zu beherrschen.

Dan Ludois von der University of Wisconsin in Madison glaubt, dass sich das künftig ändern wird: "Wir haben gezeigt, dass ein Motor funktioniert, der elektrische statt magnetischer Felder zur Umwandlung von Strom in Rotation verwendet." Ein solcher elektrostatischer Motor könne Probleme herkömmlicher Antriebe beseitigen und sei zudem günstiger.

In einem von der University of Wisconsin gegründeten Spin-off, der Firma C-Motive Technologies, will Ludois seine Idee nun gemeinsam mit Kollegen weiterentwickeln. Bislang existieren nur im Labor gebaute Prototypen des Motors. Er besteht aus eng nebeneinander angeordneten Aluminiumscheiben. Jede zweite Scheibe ist drehbar. An die fixierten Scheiben wird eine Wechselspannung angelegt. Die wechselnden elektrischen Felder versetzen die drehbaren Scheiben dann in Rotation.

Elektrostatische Anziehung und Abstoßung kennt jeder aus dem Alltag - etwa vom Ausziehen eines Fleece-Pulovers. Die durch Reibung ausgelöste Ladungstrennung lässt einem die Haare zu Berge stehen.

Die Technologie des neuen Motors basiere auf einer präzisen Steuerung der Hochspannung, die das hochfrequente Wechselfeld erzeuge, und auf einer zuverlässigen Trennung der nahe beieinander liegenden Scheiben. Diese dürften sich nicht berühren, betont Ludois. "Es gibt keinen Kontakt zwischen den Scheiben", sagt er. Die Kräfte würden allein durch elektrische Felder übertragen. Weil ein solcher Motor berührungslos arbeite, müsse er praktisch auch nicht gewartet werden.

Neben niedrigen Wartungskosten soll die Technologie auch hocheffizient sein und leichtere Motoren ermöglichen. Zudem könne man auf das in Magnetmotoren verwendete teure Kupfer verzichten. Als Material für die Scheiben biete sich Aluminium an. Die erste Anwendung sieht Ludois nicht im elektrostatischen Motor, sondern quasi in ihrem Spiegelbild, einem elektrostatischen Generator. Dieser wandelt mechanische in elektrische Energie um.

hda

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