Gibt es eine Zukunft für dampfbetriebene, supereffiziente Autos?

Können Sie sich vorstellen, eines davon zu fahren? Schauen Sie sich diese Fahrzeugbilder mit alternativen Kraftstoffen an, um mehr zu erfahren! Chris Ison - Pool / Getty Images

In Zukunft werden wir alle fliegende Autos besitzen. Oh, warte - das ist "The Jetsons". Unsere Ansichten über zukünftige Transporte sind etwas realistischer, aber Autos werden zunehmend elektrischen Strom verbrauchen, was unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert. Richtig?

Dieses Ergebnis ist keineswegs sicher. In der Tat gibt es einige Leute mit mechanischer Neigung, die glauben, dass der Weg der automobilen Zukunft ganz in eine andere Richtung geht: dampfbetriebene Motoren. Und obwohl es ein bisschen antiquiert klingt, ist es weniger veraltet, als man sich vorstellen kann.

Ein Fahrzeug mit Dampf anzutreiben ist weniger eine Innovation als vielmehr eine Überarbeitung einer alten Idee. Pläne für dampfbetriebene Fahrzeuge reichen bis ins 17. Jahrhundert zurück. Um 1672 erstellte ein flämischer Jesuit namens Ferdinand Verbiest die Spezifikationen für ein sehr kleines Fahrzeug mit Dampfantrieb (möglicherweise ein Spielzeug), als er am kaiserlichen chinesischen Hof lebte. Es gibt kaum Anhaltspunkte dafür, dass Verbiest das Fahrzeug jemals gebaut hat, aber ein besser dokumentierter erster Versuch ist der von Nicolas-Joseph Cugnot im Jahr 1769. Sein dampfbetriebener Wagen war langsam und hatte (buchstäblich) schnell keinen Dampf mehr, war aber immer noch markiert ein Durchbruch im Transportwesen.

Die Innovationen in der Dampfkraft wurden im gesamten 19. Jahrhundert fortgesetzt. Zu der Zeit, als Autos auf den Straßen der Stadt alltäglich wurden, waren dampfbetriebene Autos eine der Optionen. Die Stanley Motor Carriage Company produzierte Dampffahrzeuge, die liebevoll als Stanley Steamers oder Flying Teapots bekannt waren. Sie waren in den frühen 1900er Jahren sehr beliebt, aber es wurde bald billiger und effizienter, das zu kaufen, was heute die Norm für gewerbliche Automobile ist - ein Auto mit Verbrennungsmotor. Dies bedeutet, dass Kraftstoff im Motor verbrannt wird und die Explosion des brennenden Benzins zu dem Druck führt, der zum Drehen der beweglichen Teile des Motors erforderlich ist. Im Gegensatz dazu arbeiten dampfbetriebene Motoren durch externe Verbrennung, was bedeutet, dass eine Kraftstoffquelle außerhalb des Motors erforderlich ist, um den Dampf zu erzeugen, der die beweglichen Teile antreibt. Bisher haben sich Verbrennungsmotoren als physikalisch kleiner und sparsamer als ihre externen Verwandten erwiesen.

Aber das könnte sich ändern. Eine Handvoll mechanisch geneigter Bastler und Unternehmer haben sich zum Ziel gesetzt, effizientere Dampfmaschinen zu bauen. Einige, wie das britische Steam Car Team, scheinen für die Herausforderung und den Spaß dabei zu sein. Dann ist da noch Harry Schoell, dessen Firma Cyclone Power Technologies einen dampfbetriebenen Automotor hergestellt hat, der die Verbraucher tatsächlich davon überzeugen könnte, Wasserdampfkraft auszuprobieren. Während die Dampfmaschinen der Vergangenheit groß und unhandlich waren, würden die Motoren von Schoell leicht in die Grundfläche eines Standard-Verbrennungsmotors passen.

Was ist also anders? Das Design von Schoell basiert auf einem geschlossenen Heiz- und Kühlsystem, das den Motor wesentlich effizienter macht und weniger Abfall produziert als die Vorgängermodelle. Der Dampf wird so heiß, dass er sich eher wie eine Flüssigkeit verhält, die mehr Leistung liefert. Die Herstellung und Wartung ist außerdem kostengünstiger, da kein Katalysator, Schalldämpfer, Öl oder Getriebe wie bei einem Verbrennungsmotor erforderlich ist. Aber das Beste ist, dass Sie in Zeiten der Angst vor fossilen Brennstoffen jeden Brennstoff verwenden können, den Sie möchten, um den Dampfprozess in Gang zu setzen, egal ob es sich um Benzin aus Erdöl oder Biokraftstoff handelt.

Aber werden dampfbetriebene Motoren in großem Maßstab eingesetzt? Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.

Dampfbetriebene Motoren müssen viele Hindernisse überwinden, um die öffentliche Genehmigung zu erhalten, wie beispielsweise ein weit verbreitetes Missverständnis, dass Dampfmaschinen explodieren (entlarvt von einer Reihe von Quellen, einschließlich der Website Hybrid Cars). Andere befürchten, dass es zu lange dauern würde, bis der Motor die erforderliche Dampfmenge aufgebaut hat, um nach einem Kaltstart zu fahren. Cyclone meldet jedoch eine Startzeit von 10 bis 15 Sekunden und die volle Leistung in weniger als einer Minute. Das ist weniger Zeit, als ein Dieselmotor zum Aufwärmen benötigt.

Ein weiterer Punkt zugunsten der Dampfmaschine ist die oben erwähnte Kraftstoffflexibilität. Als Autos zum ersten Mal hergestellt wurden, dachte niemand daran, keine fossilen Brennstoffe mehr zu haben. Heutzutage gibt unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen jedoch bei vielen Anlass zur Sorge, und alle Alternativen, die es uns ermöglichen, diese Abhängigkeit zu verringern, sehen sehr attraktiv aus.

Was zu einer anderen Frage führt: Wie können sich dampfbetriebene Autos gegen Hybride und Elektrofahrzeuge behaupten? Hybrid- und Elektromodelle sind sicherlich ein Schritt in die richtige Richtung zur Ressourcenschonung, aber sie werden uns keineswegs von unserer Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen befreien. Gegenwärtige Hybride verwenden eine Kombination aus Gas und elektrischer Energie, um zu laufen; Diese Autos verbrauchen weniger Benzin als herkömmliche Fahrzeuge mit innerer Verbrennung, benötigen es aber dennoch. Sie verursachen auch weniger Emissionen, einige bleiben jedoch bestehen. Und Elektroautos verbrauchen, wie hier ausgeführt, häufig Strom, der durch Kohle oder andere fossile Brennstoffe erzeugt wird, was bedeutet, dass die Kohlenstoffemissionen immer noch ein Teil des Gesamtbildes sind.

Bei der Cyclone-Dampfmaschine sind die Emissionen weniger bedenklich (wenn auch keineswegs vollständig weg). Laut der Website des Unternehmens brennt der Motor länger als die meisten anderen und verbrennt daher mehr Partikel, was weniger Abgas bedeutet. Und dieser Auspuff hängt von der Art des verwendeten Kraftstoffs ab. Wenn wir Kraftstoffquellen entwickeln können, die die Umwelt zunehmend weniger belasten, wird der CO2-Fußabdruck der Dampfmaschine noch geringer.

Natürlich ist all dies rein akademisch, bis die Autohersteller tatsächlich beschließen, Dampfmaschinen in ihre Fahrzeuge und andere Maschinen einzubauen, aber es scheint, als würden sie anfangen zu beißen. Popular Science berichtet, dass Cyclone Power eine Vereinbarung zur Entwicklung von Motoren für Rasenmäher und Gartengeräte getroffen hat. Laut Smart Planet hat Cyclone im April 2011 einen Vertrag mit der Mega-Firma Raytheon abgeschlossen, einem Verteidigungsunternehmen mit Verbindungen zum US-Militär . Flexible Treibstoffoptionen könnten einen großen Unterschied für eingesetzte Truppen bedeuten, die keine zuverlässige Versorgung haben.

Nur die Zeit wird zeigen, ob die Dampfmaschine tatsächlich Auswirkungen auf den Consumer-Automobilmarkt hat. Wenn sich herausstellt, dass die Herstellung in großem Maßstab den gleichen Preis oder weniger hat als bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren, wird der dampfbetriebene Motor möglicherweise von den Autoherstellern angenommen, und mögliche zukünftige Ölkrisen könnten uns dazu zwingen, den Einsatz fossiler Stoffe ernsthaft zu reduzieren Kraftstoffe.

Die Dampfmaschinen von heute sind den Modellen von gestern weit überlegen. Zählen Sie sie daher morgen nicht für den weit verbreiteten Einsatz aus.

Der Start der Dampflokomotive

Dampflokomotiven starteten im frühen 19. Jahrhundert stark. Der britische Ingenieur und Erfinder Richard Trevithick entwarf und baute eine Reihe von Prototypen von Dampfmaschinen, darunter eine, die 1804 debütierte und 10 Tonnen Eisen für 10 Meilen transportieren konnte. Die Eisenbahnen und die Züge, die sie fuhren, erwiesen sich als wesentlicher Bestandteil der industriellen Revolution, und Dampflokomotiven behielten ihre technologische Überlegenheit für den Transport über mehr als hundert Jahre bei.

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Quellen

• Clark, Josh. "Sind Elektroautos besser für die Umwelt?" Entdeckungsnachrichten. 30. Juli 2010. (7. Dezember 2011) http://news.discovery.com/tech/are-electric-cars-better-for-the-environment.html
• Cyclone Power Technologies. "Häufig gestellte Fragen." (7. Dezember 2011) http://www.cyclonepower.com/faq.html
• Cyclone Power Technologies. "Wie es funktioniert." (5. Dezember 2011) http://www.cyclonepower.com/works.html
• Enzyklopädie Britannica. "Nicolas-Joseph Cugnot." (4. Dezember 2011) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/145966/Nicolas-Joseph-Cugnot
• Lamm, Robert. "Wie Dampftechnologie funktioniert: Die Dampflokomotive." Wie Dinge funktionieren. (8. Dezember 2011) https: //science..com/steam-technology5.htm
• Nusca, Andrew. "Raytheon-Tinten arbeiten mit Cyclone Power für einen sauberen Allzweckmotor." Smart Planet. 28. April 2011. (7. Dezember 2011) http://www.smartplanet.com/blog/smart-takes/raytheon-inks-deal-with-cyclone-power-for-clean-all-purpose-engine/ 15919
• Voelcker, John. "Dampf unter der Haube." Populärwissenschaften. 13. Mai 2008. (5. Dezember 2011) http://www.popsci.com/node/21610