sorgt, wobei die Fasern den Kraftfluss aufneh men. Flachsfasern sind Carbonfasern sehr ähnlich, zugleich aber energieeffizienter in der Herstellung und aus nachwachsenden Rohstof- fen. Allerdings ist das Material etwas flexibler, es dehnt sich mehr. Man braucht deshalb mehr Naturfasern als Kohlestofffasern, um die gleiche Steifigkeit zu erreichen. Zum Material eures Autos gehört auch Lack. Warum ist der wichtig? Ebnöther: Das Auto muss gut aussehen, das ist nicht zuletzt für das Marketing von Bedeutung. Vor allem aber spielt Lack für die Aerodynamik eine wichtige Rolle, weil durch die glattere Oberfläche der Widerstand verringert wird. Es gibt sogar Beschichtungen, sogenannte Hai- fischhaut, die der Natur abgeschaut sind und die einer Oberfläche durch Nanopartikel eine bestimmte Rillenstruktur geben, die den Strö- mungswiderstrand verringert. So eine Beschich- tung kann beispielsweise auf Flugzeugrümpfe oder Schiffsbäuche aufgetragen werden, um die Effizienz zu steigern. Für unser Solarmobil haben wir allerdings einen handelsüblichen Lack verwendet, den man auch auf ein normales Auto auftragen kann. Ein Auto ohne Lack würde also mehr Kraft- stoff verbrauchen? Ebnöther: Es kommt auf den Anwendungsfall an. In der Formel 1 sehen wir, dass viele Teams gar keinen Lack verwenden, um leichter zu sein. Und das macht Sinn, denn ein Formel-1-Renn- wagen muss unglaublich schnell beschleunigen und schnell abbremsen. Das Gewicht ist dabei ein wichtiger Faktor. Wir dagegen beschleunigen viel weniger. Wir haben eine Sensitivitätsanalyse gemacht, um herauszufinden, welcher Faktor in unserem Fall wichtiger ist: das Gewicht oder die Aerodynamik. Dabei hat sich gezeigt, dass die Aerodynamik deutlich wichtiger ist, und deshalb haben wir Lack verwendet. Wieviel wiegt denn so eine Lackbeschich- tung? Ebnöther: Das ist natürlich unterschiedlich und hängt vom Fahrzeug und vom Lack ab. Bei uns wiegt der Lack ungefähr zehn Kilogramm. Von Kohlefaser und Lack einmal abgesehen – welche speziellen oder ganz normalen Mate- rialien habt ihr noch eingesetzt? Ebnöther: Es gibt bei so einem Solarmobil ge- wisse Spezialanwendungen, beispielsweise die Fahrerkabine. Die wurde aus Glasfaser gemacht, damit Funkwellen durchkommen und die Kom- munikation funktioniert. Wer muss da mit wem kommunizieren? Ebnöther: Wir fahren in einem Konvoi. Wir haben ein Lead-Car, das dem Solarmobil vorausfährt
more. This means you need more natural fibers than carbon fibers to achieve the same level of strength. The materials list for your car also includes paint. Why is that important? Ebnöther: The car has to look good – that mat- ters not least for marketing. But first and fore- most, paint plays an important part in the car’s aerodynamics, as the smoother surface created by it reduces air resistance. There are even so- called sharkskin paint finishes that are inspired by nature and contain nanoparticles designed to give the surface a special grooved structure for lowering aerodynamic drag. This sort of paint can be applied to an aircraft’s fuselage, for example, or the hold of a ship to increase effi- ciency. For our solar car, though, we used a standard type of paint that could also be applied to a normal car. So an unpainted car would use more fuel? Ebnöther: It depends on the specific use. In For- mula 1, many of the teams don’t use any paint at all to make the car lighter. And that makes sense, because an F1 car needs to accelerate and brake extremely quickly, so weight is an pro- minent factor here. Our car, on the other hand, accelerates far more slowly. We performed a sensitivity analysis to find out which factor – weight or aerodynamics – is more influential in our case. The aerodynamics turned out to be much more important, so we used paint. How much does the paintwork typically weigh? Ebnöther: Of course, this depends on the ve- hicle and the paint used. The paint on our car weighs around ten kilograms. Besides carbon fiber and paint, what other special or completely normal materials did you use? Ebnöther: A solar car of this type has some areas of specialization, such as the driver’s cockpit. This was made of fiberglass to allow radio waves for communications to pass through. And who needs to do the communicating? Ebnöther: We drive in convoy. There’s a lead car ahead of the solar car, and then there’s a chase car following it. The chase car is the brains, as it were; that’s where the whole strategy comes from. The solar car itself is brimming with sen- sors for measuring things like solar radiation. So that we’re able to continuously adapt our strategy, we have to know how much energy the car’s receiving, what the status of the battery is, etc., at any given moment. This information must be constantly communicated and we need radio contact to be able to tell the driver, ‘Hey, drive at 80 kilometers an hour instead of
In Zürich wird das Fahrzeug in den Wasserstoff-Lkw von Gebrüder Weiss verladen.
The car is loaded into a hydrogen-powered Gebrüder Weiss truck in Zurich.
Carbonfasern. Die bieten bei wenig Gewicht eine hohe Steifigkeit, steifer als Stahl oder Alu- minium beispielsweise. Karosseriebauteile aus Carbon sind deutlich leichter als ein entspre- chend eingesetztes Element aus Aluminium oder Stahl. Meiner Meinung nach ist unser Mobil für ein Solarauto aber immer noch zu schwer. Warum verwendet man Carbon nicht auch bei herkömmlichen Autos? Ebnöther: Teilweise wird das schon gemacht, allerdings sind Carbonteile komplizierter in der Herstellung. Da ist viel Handarbeit nötig und die ist nun einmal zeitaufwendig und teuer. Das Aluminiumspritzgießen ist dagegen sehr viel ein- facher zu automatisieren. Willi: Man muss aber auch ehrlich sagen, dass die Herstellung von Teilen aus Carbonfasern nicht besonders nachhaltig sind. Alles in allem ist es im Moment deshalb so, dass man Carbon vor allem dort einsetzt, wo wirklich jedes einzel- ne Gramm eine Rolle spielt. Es gibt aber auch schon Versuche mit Naturfasern, mit denen man Carbonfasern ersetzen könnte. Wie kann man sich diese Naturfasern vor- stellen? Ebnöther: Das sind meistens Flachsfasern und die funktionieren in der Fertigung und im Wirk- prinzip genau wie Kohlefasern: Man tränkt sie in einem Epoxidharz, welches für die Positionierung
our vehicle is still too heavy for a solar car. Why isn’t carbon fiber used in conventional cars? Ebnöther: It is already used to some extent, however carbon parts are more complicated to manufacture. A lot of human input is required and that is both time-consuming and expen- sive. Aluminum injection molding, on the other hand, is a process that can be automated far more easily. Willi: To be honest, the manufacture of carbon- fiber parts isn’t particularly sustainable either. The upshot is that, at the moment, carbon is mainly used when every last gram counts. However, tests are also being conducted with natural fibers, which could potentially replace carbon fibers. What sort of natural fibers are we talking about? Ebnöther: They’re usually flax fibers, and the manufacturing method and the way they work are exactly the same as for carbon fibers. The fibers are impregnated in epoxy resin, which holds them in position, while the fibers them- selves absorb the forces at play. So flax fibers are very similar to carbon fibers, yet they are more energy efficient to produce and come from renewable raw materials. On the other hand, the material is a little more flexible; it expands
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Interview
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