Heißes Plasma im Motor könnte bald die Zündkerzen von Autos ersetzen.

von Lucian Haas

Für Benzin- und Gasmotoren sind Zündkerzen ein notwendiges Übel. Ohne ihre Funken kann die Verbrennung in den Zylindern nicht beginnen. Den Rest der Zeit stören sie eher. Sie ragen weit in den Brennraum hinein und stören damit eine ausgewogene Verbrennung. Sie brauchen Platz und zwingen Motorbauer dazu, andere Bauteile wie beispielsweise die Ventile kleiner zu dimensionieren. Sie werden extrem heiß und können dabei durch Fehlzündungen das schädliche Motorklopfen verursachen. Alternativen wären also wünschenswert - und könnten in wenigen Jahren schon verfügbar sein.

Denn weltweit arbeiten mehrere Forschergruppen daran, neue Zündsysteme auf der Basis von Lasern zu entwickeln. Das Grundprinzip ist immer das gleiche: Die kurzen Lichtpulse eines energiereichen Lasers werden durch ein kleines Brennraum-Fenster aus Quarzglas im Zylinder fokussiert. Im Brennpunkt ist die Energie des Lasers dann so intensiv, dass die Luft ionisiert wird und als Plasma zu glühen beginnt - heiß genug, um den Brennstoff zu entzünden.

2004 stellten die österreichischen Firmen Carinthian Tech Research AG (CTR) in Villach und die AVL List GmbH in Graz gemeinsam das weltweit erste Modell einer kompakten Laserzündkerze vor. Sie besteht aus einer leistungsstarken Laserdiode, deren Licht allein dazu dient, einen speziellen Laserkristall anzuregen. In diesem staut sich die Lichtenergie so lange an, bis eine gewisse Schwelle überschritten wird und sich in einem extrem kurzen, aber sehr intensiven Laserpuls entlädt, der in den Zylinderkopf hineinstrahlt.

Die erste Version der Laserzündkerze war mit ihrer fast faustgroßen Lasereinheit noch recht klobig. "Inzwischen haben wir den Laser auf etwa drei Zentimeter Kantenlänge verkleinert und zugleich effizienter gemacht", sagt Gerhard Kroupa, Projektleiter bei CTR. Technisch funktioniere das System trotz der ständigen Vibrationen am Motor einwandfrei.

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