Britisches Team entwickelt 100-kW-Supraleitermotor für Elektroflugzeuge

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Dies stellt einen massiven ingenieurtechnischen Durchbruch dar, da der Motor bei deutlich höheren Temperaturen arbeitet als herkömmliche Supraleiter, die eine extreme Kühlung mit flüssigem Helium bei 4 Kelvin benötigen.

Um dieses physikalische Phänomen in einen funktionierenden Prototypen umzusetzen, musste das Team der Universität Strathclyde die Lücke zwischen grundlegender Supraleiterforschung, Kryotechnik und der Integration mechanischer Systeme überbrücken.

Das multidisziplinäre Team gelang es, komplexe physikalische Prinzipien in eine einzelne funktionierende Maschine zu bündeln. Der Prototyp wurde mit verlustarmen supraleitenden Wicklungen, einem neuartigen bürstenlosen Startmechanismus und einem internen kryogenen Kühlsystem integriert, das auch während des Betriebs unter Rotation funktioniert.

Technik und Auswirkungen

Diese kombinierte Technologie beweist, dass eine vollständig supraleitende Motorarchitektur als einheitliche, praxistaugliche Plattform betrieben werden kann. Dieser Erfolg ist besonders relevant für den Luftfahrtkonzern Airbus, der das Projekt im Rahmen seines Programms ZEST1 (Zero Emissions for Sustainable Transport) unterstützt.

Airbus setzt auf flüssigen Wasserstoff als Treibstoff für seine zukünftige emissionsfreie Flotte. Flüssiger Wasserstoff muss an Bord bei extrem tiefen Temperaturen gespeichert werden, wodurch er eine Doppelfunktion erfüllt: Er dient sowohl als Treibstoff für das Flugzeug als auch als Kühlmittel für den supraleitenden Motor.

Professor Zhang betonte: „Dieser Demonstrator zeigt, dass vollständig supraleitende Flugzeugmotoren nicht mehr nur ein theoretisches Konzept sind." Neben Airbus setzen sich weitere Unternehmen wie Hinetics und HyFlux aus dem Vereinigten Königreich sowie Giganten wie Toshiba und Raytheon dafür ein, mit Hochtemperatursupraleitern extrem effiziente Motoren mit hoher Leistungsdichte zu entwickeln.

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Die Luftfahrtindustrie verursacht dabei etwa 2,5 Prozent der globalen CO₂-Emissionen. Obwohl ein 100-kW-Motor für den Anflug eines kommerziellen Passagierflugzeugs noch zu schwach ist, betrachtet das Team den endgültigen Beweis des Konzepts: Die zugrundeliegende Physik funktioniert.

Genau dieser Sprung in der Leistungsdichte ist nötig, damit zukünftige Wasserstoff-elektrische und vollständig elektrische Flugzeuge endlich vom Boden abheben können. Der nächste Schritt besteht darin, diese Architektur auf Megawatt-Klassen supraleitende Systeme für größere kommerzielle Flugzeuge zu skalieren.