Solarflugzeug im Flug, Bild: Covestro

Das Bild zeigt das Solar Impulse Flugzeug beim Landeanflug auf Sevilla, Spanien. Danach soll das Solarflugzeug Solar Impulse wieder zu seinem Startflughafen Abu Dhabi zurückkehren. Covestro ist offizieller Partner des Projekts und hat ultra-leichtgewichtige Materialien für das Flugzeug entwickelt. Bild: Covestro

Für den offiziellen Partner Covestro geht die Erfolgsgeschichte jedoch weiter: Seine nachhaltigen Materialien, die die Mission mit dem ultra-leichtgewichtigen Flugzeug ermöglichten, sind künftig in vielen Produkten des täglichen Lebens zu finden.

„Solar Impulse zeigt eindrucksvoll, wie innovative Werkstoffe ihren Beitrag leisten, um Visionen der Menschheit zu erfüllen“, sagt Patrick Thomas, der Vorstandsvorsitzende von Covestro. „Zugleich war Solar Impulse für uns ein fliegendes Labor, das uns wertvolle Erkenntnisse geliefert hat. Diese haben wir nun für Innovationen genutzt, um die Welt lebenswerter zu machen.“

Wichtigste Herausforderung für die Konstruktion von Solar Impulse war die Entwicklung besonders leichter Materialien, die das hohe Gewicht der Batterien kompensieren. Diese speichern den von den Solarzellen erzeugten Strom und müssen über eine genügende Leistung verfügen, damit das Flugzeug auch nachts sicher fliegen kann.

Ultraleicht und extrem wärmedämmend

Solarflugzeug auf der Rollbahn, Bild: Covestro
Solar Impulse nach der Landung in Sevilla. Covestro hat Solar Impulse auch als „fliegendes Labor“ genutzt, um Materialinnovationen voranzutreiben. Dabei ist es das Ziel des Unternehmens, die Welt lebenswerter zu machen. Bild: Covestro

Beispiel Cockpittür: Hier sorgt ein Polyurethanschaum mit der sehr geringen Dichte von weniger als 40 kg/m3 für ein extrem niedriges Gewicht. Die Covestro-Forscher erreichten dies durch Verkleinerung der Poren auf die Größe von Mikrometern: 96 Prozent des Schaumvolumens bestehen aus Treibgas, nur vier Prozent sind festes Polyurethan. Zum Vergleich: Wasser hat eine Dichte von 1000 kg/m3; das entspricht dem 25-fachen spezifischen Gewicht.

Zugleich zeigt der Schaum Baytherm Microcell eine sehr gute Wärmedämmung. Eine Variante mit größeren Poren ist bereits in fast allen Kühlschränken der Welt im Einsatz, um Lebensmittel vor dem Verderben zu bewahren. Covestro entwickelte das Schaumsystem Baytherm Microcell weiter, damit Gerätehersteller die bereits hohe Energieeffizienz der Geräte noch weiter steigern können.

Robust und sicher

Mit Kohlefasern verstärkte Polyurethan-Verbundwerkstoffe bieten ebenfalls Möglichkeiten zur Gewichtseinsparung und damit zur Senkung des Energieverbrauchs. Im Türbereich des Solar-Impulse-Flugzeugs sorgt ein Material aus dem Baydur Matrixsytem zusätzlich für die nötige mechanische Festigkeit.

Covestro hat das Potenzial dieser Produkte erkannt und bietet sie jetzt für die Herstellung von Strukturbauteilen im Auto an. Die Teile lassen sich nach dem Hochdruck-Harzinjektionsverfahren (HP-RTM) effizient herstellen.

Polycarbonat von Covestro zeichnet sich ebenfalls durch geringes Gewicht und große Festigkeit aus. Aufgrund seiner hohen Transparenz wurde es zum Material der Wahl für das Cockpitfenster. Besonders dünne Polycarbonatplatten stellen auch hier eine besonders leichtgewichtige Lösung sicher. Hier zahlte sich das umfangreiche Knowhow der Covestro-Experten in der Verarbeitung der Makrolon Platten mittels Thermoformen aus.

Je nach Anforderungen können die Platten mit speziellen Eigenschaften ausgestattet werden: So kann zum Beispiel eine Anti-Fogging-Beschichtung verhindern, dass die Scheibe beschlägt. Die Einsatzgebiete für Polycarbonatplatten sind sehr vielseitig und reichen von der Tribünenüberdachtung von Sportstadien über die Fassadengestaltung von Gebäuden bis hin zu Lärmschutzwänden an Autobahnen und Bahnstrecken.

Über den Wolken schweben

Polyurethan-Weichschaum ist schon lange ein Inbegriff für komfortable Polstermöbel und Matratzen. Den Konstrukteuren des Solar-Impulse-Flugzeugs war aber selbst dessen geringes Gewicht noch nicht niedrig genug. Im Flugzeugsitz wurde eine Hightech-Lösung auf Basis von Folien aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) umgesetzt, die mit Luft aufgeblasen sind.

Der Clou: Der Pilot kann sich die gewünschte Sitzfestigkeit durch Aufpumpen oder Ablassen der Luft individuell einstellen. Zugleich ist der Sitzaufbau extrem leichtgewichtig. Die Lösung wird deshalb bereits in vielen anderen Flugzeugen eingesetzt.