Autos, die keine Emissionen erzeugen und mit herkömmlichen Brennstoffmotoren ausgestattet sind, könnten eine Lösung für Luftverschmutzung sein. Was wie ein unerfüllbarer Wunschtraum klingt, haben Wissenschaftler der TU München unter die Lupe genommen. Statt auf Diesel- oder Benzinkraftstoffe setzen sie auf synthetische Energielieferanten wie beispielsweise die Gruppe der Oxymethylenether. Im Gegensatz zu üblichen Antriebsstoffen, entstehen bei künstlich erzeugten Kraftstoffen keine Emissionen, da diese nahezu rückstandsfrei verbrennen. Das könnte das Ende für Feinstaub-, Kohlendioxid- und Stickoxidbelastung einläuten. Und vor allem in den emissionsgeplagten Großstädten für eine bessere Luftqualität sorgen.
Emissionsfrei
Um herauszufinden, wie sich synthetische Kraftstoff in Motoren verhalten und welche Anpassungen nötig sind, wurde das Projekt XME-Diesel ins Leben gerufen. Es wird vom Bundesministerium gefördert mit dem Ziel, den Einsatz von OME (Oxylmethylenether) voranzubringen. An diesem Projekt sind Wissenschafter des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen der TU München beteiligt.
Anhand von Computer-Simulationen und Versuchen an einem Prüfstand für Einzylindermotoren bestimmten die Experten die optimalen Parameter für eine effiziente Verbrennung. Da OME einen geringeren Heizwert als Diesel besitzt, muss der Motor mit mehr Kraftstoff versorgt werden. Nur dann kann die gleiche Leistung erzielt werden. Auf Basis dieser Ergebnisse passten die Wissenschaftler die Einspritzventile an.
Ein bedeutender Vorteil des synthetischen Kraftstoffs besteht darin, dass er keinen Ruß produziert. Zudem lässt sich ein Großteil der Abgase in den Motor zurückführen. Der Einlasstrakt wird dadurch nicht verschmutzt. Somit entstehen kaum Stickoxide, da die rückgeführten Abgase sehr hohe Temperaturen bei der Verbrennung verhindern.
Schließlich testeten die Wissenschaftler an einem Prüfstand für Vollmotoren – einem Serienmotor mit sechs Zylindern. Er wurde für den Betrieb mit synthetischen Kraftstoffen umgerüstet. Hierbei bestätigten sich die vorherigen Ergebnisse.
Hohe Kosten
„Wir haben festgestellt, dass sich durch den Einsatz des Kraftstoffs die Schadstoffemissionen deutlich reduzieren lassen“, erklärt Dr. Martin Härtl, der das Projekt koordiniert. „Das Euro-6-Niveau, also der gültige Grenzwert, ist mit dem synthetischen Kraftstoff ohne Probleme erreichbar. Wir sind außerdem davon überzeugt, dass mit einer leistungsfähigen Abgasnachbehandlung die Emissionen sogar auf nahezu Null gesenkt werden können.“ Ein weiterer interessanter Aspekt kommt hinzu: OME kann aus Abfall-CO2 gewonnen werden. Also Kohlendioxid, wie es bei Arbeitsabläufen in Stahl- und Zementindustie sowie in Kohle- und Gaskraftwerken anfällt. Zusammen mit Strom aus erneuerbaren Quellen wäre der synthetische Kraftstoff sogar klimaneutral.
OME könnte dem Wissenschaftler zufolge vor allem für Fahrzeuge und Anlagen interessant sein, die nicht auf Elektroantriebe umgerüstet werden können. Beispielsweise für die Energieversorgung in abgelegenen Gebieten oder in der Luft- und Schifffahrt.
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Foto: Moritz Ermert / TUM
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