Oxymethylenethern

Sauberer Sprit: Kraftstoffe, die keine schädlichen Abgase produzieren
An der Karlsruher Pilotanlage Bilder

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Gleichzeitig Kraftstoffverbrauch und Stickoxid-Emission zu optimieren, führt zu einem technischen Zielkonflikt. Auch die anspruchsvollen Anforderungen an die Abgas-Qualität haben Motoren und Abgas-Nachbehandlung immer komplexer werden lassen. Mit dem Projekt OME (Oxymethylenether), das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. mit 800.000 Euro gefördert wird, soll beides möglich werden.

Vermeiden, wo es entsteht

„Die Weiterentwicklung von Diesel- oder Benzin-Kraftstoffen bietet eine Chance, die Bildung schädlicher Abgase direkt am Ursprung, nämlich bereits bei der Verbrennung im Motor, zu vermeiden“, erklärt Jörg Sauer, Leiter des Instituts für Katalyseforschung und -technologie am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). „Ein vielversprechendes Konzept für Dieselkraftstoffe ist die Verwendung von Oxymethylenethern.“Oxymethylenether (OME) sind synthetische Verbindungen aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff (CH3O(CH2O)nCH3). Aufgrund ihres hohen Sauerstoffgehalts wird die Schadstoffbildung bereits im Verbrennungsstadium unterbunden.

Als Dieselkraftstoffe senken sie den Ausstoß von Ruß und Stickoxiden. Allerdings stellt die wirtschaftliche Produktion der OME im technischen Maßstab noch eine Herausforderung dar. OME könnten aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden. So trügen sie nicht nur zur Schadstoffminderung bei, sondern leisten auch einen Beitrag zur Minderung des Kohlendioxid-Ausstoßes durch den Verkehr. OME haben ein Verhältnis von Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff, welches dem von Biomasse ähnelt, sodass eine Herstellung mit hoher Energie-Effizienz möglich ist. „Neben der Variation von Reaktionsparametern wie Druck, Temperatur und Konzentration, müssen auch effiziente Verfahren für die Aufarbeitung der OME entwickelt werden, um eine hohe Kraftstoffqualität zu garantieren“, sagt Jakob Burger vom Lehrstuhl für Thermodynamik an der TU Kaiserslautern.

Kraftstoff als Wirkstoff

Umfangreiche Untersuchungen in Motorentests werden diese Anwendungsaspekte beleuchten und dazu beitragen, Potenziale für die Effizienzsteigerung bei der Anwendung der OME zu verdeutlichen. Diese Untersuchungen sollen einen detaillierten Einblick in die Zusammenhänge zwischen chemischer Struktur der OME und Verbrennungseigenschaften ermöglichen. Ziel ist die Demonstration einer stark vereinfachten Abgasnachbehandlung, die auf Partikelfilter und katalytische Nachbehandlung verzichtet. „Mit dem Einsatz von OME können wir den Kraftstoff als Wirkstoff betrachten. Dies eröffnet uns ein großes Potenzial, den trade-off zwischen Verbrauch und Emissionen zu entschärfen und damit eine nachhaltige Mobilität zu sichern“, so Georg Wachtmeister, Leiter des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen an der TU München.

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