Bereits seit 2011 forscht Prof. Stefan Rusche daran, Wärmepumpen in Kombination mit Wärmespeichern für die E-Mobilität nutzbar zu machen. „Im Prinzip geht es darum, die vorhandene Energie so optimal wie möglich einzusetzen“, betont Rusche. Klingt simpel. Aber ist es das auch? Im stationären Bereich ja, meint der Ingenieur. „Dort ist die Wärmepumpe schon längst in aller Munde.“ In der E-Mobilität gibt es für den Einsatz jede Menge Potenzial, in Verbindung mit passenden Wärmespeichern wären sie ein wichtiges Glied, um die Reichweite von Elektroautos deutlich zu verbessern. Doch vor allem die Wärmespeicher benötigen Platz und bringen nicht wenig Gewicht auf die Waage.
Momentan konzentriert sich die Forschung darauf, passende und vor allem bezahlbare Wärmespeichermedien zu finden, die zu den Temperaturniveaus der Wärmespeicherpumpe passen. Hierzu muss man wissen: Je weiter das niedrige und das hohe Temperaturniveau auseinanderliegen, desto schlechter ist der Wirkungsgrad. Die ersten Ideen waren hier Wachse und Fette – also längerkettige Kohlenwasserstoffe. Doch gerade diese Form der Wärmespeicher brauchten sehr viel Platz. Würde man jedoch eine Möglichkeit finden, die Wärmespeichermedien in den vorhandenen Heiz- und Kühlkreisläufen mitzuführen, könnte man eine Menge Platz und Raum sparen. So verfolgte man später die Idee, mikroverkapseltes Material einzusetzen, welches im Heiz- und Kühlkreislauf Wärme aufnimmt und abgibt. Doch stellte sich hier die Frage, wie dieses durch die vorhandenen Kreisläufe gepumpt werden könnte. Mittlerweile arbeitet das Team an Phasenwechselmaterialien als Emulsion. Dabei handelt es sich um Materialien, deren Phasenwechselenergie zur Wärmespeicherung genutzt wird. „Wir untersuchen gerade die Möglichkeiten von Hexadecan und Oktadecan und sind dabei auf ziemlich interessante Ergebnisse gestoßen“, erklärt Prof. Rusche. Die Suche nach geeigneten Wärmespeichermedien ist in vollem Gange.
Innovative Projekte wie diese sind es, die immer mehr Studierende an die Hochschule RheinMain locken. Und Professoren wie Stefan Rusche sind bei den Studierenden beliebt. „So, wie er dieses Thema in seinen Vorlesungen präsentiert, ist es einfach interessant und spannend!“, erzählt uns Alper. Er studiert seit 2019 Maschinenbau und ist ziemlich begeistert von seinem Studium hier. „Für mich sind es vor allem die praktischen Versuche und die innovative Forschung. Die hat man in anderen Studiengängen nicht!“ Dafür ist auch Professor Rusche verantwortlich: „Es macht einfach Spaß, mit ihm gemeinsam zu forschen!“, freut sich Alper.
Alper führt hier im Labor gerade temperaturabhängige Viskositätsmessungen an den Phasenwechselmaterialien durch, die dann in Wärmepumpen verwendet werden sollen. Ziel der Messungen ist es, die Pumpfähigkeit der Emulsionen zu testen und daran später die Pumpleistung zu ermitteln. Ganz konkret bei der Entwicklung eines solch wichtigen Themas mitzuarbeiten macht ihn sichtlich stolz.
Und auch Rusche ist begeistert von seinen Studierenden, denn er liebt die direkte Ansprache: „Dass man Schüler einlädt und ihnen zeigen kann, wie faszinierend das alles ist, das macht auch Spaß.“ An der Hochschule RheinMain wird also auf verschiedensten Ebenen an der Zukunft gearbeitet: sowohl im technischen Detail als auch dadurch, Schülerinnen und Schüler für die technischen Innovationen zu begeistern, die man im Maschinenbau mitentwickelt.
