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03.08.2018

Diesel im Aufwind kreativer Rußfilter

pte20180727022 Umwelt/Energie, Forschung/Technologie

Smarte Fackel hilft beim Kampf gegen Dieselruß

Neuer Katalysator sorgt für eine deutlich schnellere Verbrennung
Klassische Dieselrußfilter aus Keramik lassen sich optimieren (Foto: nd.edu)
Klassische Dieselrußfilter aus Keramik lassen sich optimieren (Foto: nd.edu)

Notre Dame/Columbus (pte022/27.07.2018/13:52) - Forscher der University of Notre Dame http://nd.edu haben Dieselrußfilter mit einer hauchdünnen glasähnlichen Schicht überzogen, die kontinuierlich Kaliumionen abgibt und somit weniger Ruß entstehen lässt. Denn die Kaliumionen wirken als Katalysator bei der Verbrennung von Dieselruß, der sich an den Wänden des Filters absetzt.

Fackelruß simuliert Dieselruß

Normalerweise verbrennt Dieselruß erst ab einer Temperatur von 600 Grad Celsius. Diese werden bei vielen Fahrten nicht erreicht. Manche Hersteller spritzen aus diesem Grund von Zeit zu Zeit Treibstoff in den Filter. Wenn er verbrennt zündet, er auch den Ruß an. Dass Kalium sorgt dafür, dass er bereits bei weitaus niedrigeren Temperaturen unschädlich gemacht wird. Die Beschichtung soll rund 240.000 Kilometer halten.

Als die Forscher um Paul McGinn, Professor für Chemie- und Biomolekular-Ingenieurswesen, und Changsheng Su vom US-Dieselmotorenhersteller Cummins http://cummins.com , ein Testverfahren entwickelten, mit dem sie die katalytische Dieselverbrennung optimieren konnten, fanden sie die Lösung in einem sommerlichen Garten - Fackeln, die sich am oberen Ende eines Bambusstabs befinden. "Wir nutzten den Ruß der Fackeln als Ersatz für Dieselruß, wie er bei der realen Fahrt entsteht", sagt McGinn. Die Forscher konstruierten einen raffinierten Reaktor, in den sie eine Fackel integrierten. Darin erprobten sie die unterschiedlichen Beschichtungen zur Vernichtung des Rußes.

Weniger Ruß und Stickoxide

Standard-Dieselrußfilter bestehen aus Keramik, in denen sich Hohlräume mit bienenwabenähnlichem oder quadratischem Querschnitt befinden. Weil die Wände porös sind, lagern sich hier Rußpartikel an. Das derart gereinigte Abgas wird direkt an die Umgebung abgegeben. Die Forscher haben sich jetzt ein noch ehrgeizigeres Ziel gesetzt. Sie wollen eine Beschichtung entwickeln, die nicht nur die Entzündungstemperatur von Dieselruß reduziert, sondern gleichzeitig als Katalysator für die Zerstörung der Stickoxide arbeitet.

Damit könnten beide Ziele, die europäische und amerikanische Behörden haben, erreicht werden: Die sichere Reduzierung der Emissionen von Ruß und von Stickoxiden, bei deren Messung manch ein Autohersteller massiv geschummelt hat. Das führte zum noch immer nicht ausgestandenen Dieselskandal.