Energie sparen beim Schlittschuhlaufen – mit synthetischem Eis aus Polyethylen

Klassische Eisbahnen verbrauchen enorme Energiemengen für Kühlung und Eisaufbereitung. Steigende Strompreise und Klimaziele machen den Betrieb zunehmend unwirtschaftlich. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM und die Glice AG aus Luzern präsentieren nun eine Alternative: synthetisches Eis aus Polyethylen – ganz ohne Kühlung, Wasser oder laufende Energiekosten – das sich dennoch wie echtes Eis anfühlt.

Ziel des gemeinsamen Projekts war es, Kunststoffplatten zu entwickeln, deren Gleiteigenschaften echtem Wassereis entsprechen. Das Fraunhofer IWM analysierte die Kontaktmechanismen zwischen Schlittschuhkufen und Kunststoff und definierte präzise Materialanforderungen. Die Glice AG setzte diese Erkenntnisse in optimierte Rezepturen und Herstellungsprozesse um.

Nach zahlreichen Optimierungen in der Materialzusammensetzung, angepassten Reinigungsprozessen und speziellen Konditionierungsverfahren gelang der Durchbruch. Die Laborergebnisse zeigen: Das synthetische Eis erreicht vergleichbare Werte wie gefrorenes Wasser.

„Der erste Moment ist beim Schlittschuhlaufen besonders kritisch. Ein hoher Anfangswiderstand behindert den sicheren Start ins Gleiten der Eisläufer", erläutert Prof. Dr. Matthias Scherge, Projektleiter am Fraunhofer IWM.
„Erst wenn die Kufe möglichst widerstandslos ›pflügt‹, stellt sich das leichte und schwebende Gleitgefühl ein", ergänzt der Leiter des Geschäftsfelds Tribologie.

Die Forschung konzentrierte sich gezielt auf die ersten Sekunden des Gleitens. Neben den Reibungskräften untersuchte das Team auch die Einsinktiefe der Kufe – entscheidende Parameter für das natürliche Gleitverhalten.

Um das Zusammenspiel systematisch zu untersuchen, entwickelte das Fraunhofer IWM einen Eisgleitsimulator. Mit diesem Prüfstand lassen sich Start-Stopp- und Gleitbewegungen verschiedener Schlittschuhkufen auf synthetischen Eisvarianten reproduzierbar nachstellen. Aus den Messwerten zu Reibung und Abrieb entstand ein tribologisches Modell als Basis für aussichtsreiche Rezepturen.

Der Gleiteffekt basiert auf einer ausgeklügelten Materialkombination: Ein ultrastabiler Grundkörper aus veredeltem Polyethylen bildet die Basis, darüber liegt eine hochmobile Oberflächenschicht, deren Polymerketten der Kufe kaum Widerstand entgegensetzen. Auch die Beschaffenheit der Schlittschuhkufen trägt zum Erfolg bei – geeignete Schleiftechniken verbessern das Gleitergebnis zusätzlich.

„Aus Sicht der Eislaufsportler entscheidet das Gleiterlebnis. Aus Sicht der Betreiber zählen Langlebigkeit und Nachhaltigkeit", erklärt Viktor Meier, CEO der Glice AG.
„Die Platten haben eine Verwendungsdauer von zehn Jahren. Danach kann die Rückseite für weitere zehn Jahre verwendet werden. Weder Wasser noch Kühlmittel werden benötigt.“

Damit entfallen hohe Energiekosten für Kühlaggregate sowie der Wasserverbrauch für Eisaufbereitung und -pflege – ein klarer Vorteil für Betreiber und Umwelt.

Die hohen tribologischen Eigenschaften des entwickelten Polyethylens eröffnen neue Einsatzfelder auch außerhalb des Sports:

• Gleitschienen, Lager, Dichtungen und Zahnräder im Maschinenbau
• Alternative zu fluorierten Polymeren
• Beitrag zur Vermeidung von PFAS

Das Material könnte künftig helfen, PFAS-haltige Polymere zu ersetzen und schlägt damit eine Brücke zwischen Sporttechnologie und nachhaltiger Industrieproduktion.