Die Elektromobilität wird kommen, darin sind sich die Automobilexpertinnen und -experten einig. Aber wie? In welchem Ausmaß? Und welche Technologien werden sich durchsetzen? Es gibt noch viele weiße Flecken auf der Landkarte der künftigen Mobilität. Das kam auch im Titel eines Symposiums zum Ausdruck, das der „Verein Deutscher Ingenieure“ (VDI) jetzt an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg) veranstaltete: „Elektromobilität – DER Lösungsansatz im Transportsektor gegen Luftverschmutzung und Klimawandel?“
Neben Expertinnen beziehungsweise Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft, die Vorträge über die vielfältigen Aufgaben bei der Realisierung der Elektromobilität hielten, hatte dort auch ein junger Nachwuchswissenschaftler seinen großen Auftritt: Fatlind Ahmeti stellte seine Masterarbeit zur Optimierung von Brennstoffzellensystemen vor, für die er neben Kilian Rehorik mit einem der beiden diesjährigen VDI-Preise ausgezeichnet wurde.
Beide Preise sind jeweils mit 500 Euro dotiert. Der 24-Jährige führte die Forschung für seine Abschlussarbeit in der Division Powertrain des Technologieunternehmens Continental am Standort Regensburg durch.
Zukunftstechnologie Brennstoffzellen
Brennstoffzellen gelten im Bereich des Fahrzeugantriebs als besonders aussichtsreiche Zukunftstechnologie. Denn sie erzeugen elektrische Energie mithilfe von Wasserstoff und Sauerstoff. Daher werden Brennstoffzellenfahrzeuge anders als batteriebetriebene E-Mobile nicht mit Strom „betankt“, sondern mit Wasserstoff. Dies entspricht in der Schnelligkeit in etwa dem Auftanken herkömmlicher Fahrzeuge. Dadurch sind Brennstoffzellensysteme besonders für Langstreckenfahrten geeignet, zumal Wasserstoff ein kompakter, kostengünstiger Energiespeicher ist.
Um diesen Vorteil voll auszuschöpfen, wird intensiv daran geforscht, den Wirkungsgrad von Brennstoffzellensystemen weiter zu erhöhen. Eine wichtige Rolle spielt die Sauerstoffversorgung der Brennstoffzellen, die zu sogenannten Stacks zusammengefasst werden. Dabei kommen auch Turbolader zum Einsatz. In diesem Produktbereich gehört Continental zu den Technologieführern.
Fatlind Ahmeti hat während seiner Arbeit bei Continental unterschiedliche Architekturkonzepte dieser Sauerstoffversorgung untersucht und dabei die Auswirkungen verschiedener Turbolader-Technologien analysiert. Dazu hat er mit softwaregestützten Modellen den jeweiligen Aufbau des Brennstoffzellenluftpfads simuliert und dann mithilfe von mathematischen Verfahren optimiert.
Der Schwarmintelligenz nachempfunden
Eine entscheidende Rolle spielte dabei der sogenannte Partikel-Schwarm-Algorithmus: ein Optimierungsverfahren, das der Schwarmintelligenz in der Natur ähnelt. Die wichtigsten Ergebnisse: Die Effizienz des Luftpfads konnte um bis zu zehn Prozent gesteigert werden. Und: Der höchste Wirkungsgrad wurde mit einem elektrischen Turbolader erreicht. – Betreut wurde die Arbeit bei Continental von Florian Uhrig, Experte aus der Abteilung Technologie & Innovation der Division Powertrain, und durch Prof. Dr. Bernhard Hopfensperger von der Fakultät Elektro-und Informationstechnik der OTH Regensburg.
„Mit seiner Arbeit ‚Steigern des Systemwirkungsgrades von Brennstoffzellensystemen durch Optimierungsalgorithmen’ hat Fatlind Ahmeti unsere Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Brennstoffzelle maßgeblich unterstützt“, sagte Friedrich Graf, Direktor Vorentwicklung der Continental-Division Powertrain, der auf dem VDI-Symposium die Continental-Aktivitäten im Bereich Elektromobilität erläuterte.
Zu weiteren Spitzenleistungen motivieren
Überreicht wurde Fatlind Ahmeti der Preis von Prof. Dr.-Ing. Frank Herrmann, Leiter der Bezirksgruppe Regensburg des VDI. „Der VDI möchte mit diesem Preis zu einer qualitativ hochwertigen Hochschulausbildung in den Ingenieurwissenschaften beitragen. Fatlind Ahmeti ist ein hervorragendes Beispiel dafür, dass dies gelingt. Ihn möge der Preis zu weiteren Spitzenleistungen auf seinem Fachgebiet motivieren“, so Prof. Dr. Frank Herrmann.
