Ruß in Automotoren noch besser zu verbrennen, das ist das Ziel von Chemieingenieur Michael Martin. Während seiner Diplomarbeit an der Fachhochschule Lübeck hat er dafür ein neues Verfahren entdeckt:
"Also neu ist, dass wir bei extrem niedrigen Temperaturen Ruß nachverbrennen können. Ruß selbst verbrennt bei 600 Grad von alleine. Mit einem Katalysator versetzt kann das bis 300 Grad runtergehen, diese Zündtemperatur. Und was wir entwickelt haben: Da ist es möglich, den Ruß bei 150 Grad zu verbrennen."
Bei kurzen Fahrten mit dem Auto heizt sich der Motor nur gering auf. Die bisher üblichen Rußfilter können den Ruß bei diesen niedrigen Temperaturen nicht ganz verbrennen.
"Da bilden sich sehr stark Rußschichten im Motor selbst. An beweglichen Teilen wie Ventilschäften und Einspritzdüsen. Und genau dieser Ruß, der soll bei niedrigen Temperaturen entfernt werden."
Bleibt der Ruß zu lange haften, kann das zu Motorschäden führen. Bei herkömmlichen Verfahren bleibt der Ruß an einem Filter hängen und wird dort verbrannt. Das geht aber nur bei Temperaturen über 300 Grad. Michael Martin hat eine andere Lösung gefunden: Der Schlüssel dabei: Ein Metalloxid. Welches, das möchte der junge Forscher noch nicht öffentlich machen, da sein Verfahren noch nicht patentgeschützt ist. Aber: Das Metalloxid gehört zu den chemischen Stoffen, die den Sauerstoff liefern für eine gründliche Verbrennung:
"Also, zum einen gibt es Stoffe, die Sauerstoff speichern. Und sie geben halt für einen Übergangszeitraum etwas Sauerstoff ab an den Ruß, oxidieren ihn damit."
Und die Verbrennung beginnt. Und zwar schon nach wenigen Minuten nach dem Starten des Motors. Das Metalloxid wird im Motor auf die empfindlichen Bauteile aufgetragen:
"Man hat halt eine dünne Beschichtung auf einem Ventilschaft, die den Ruß schon während der Entstehung verbrennt. Also im Idealfall bleibt das Bauteil sauber."
Noch ist dieses neue System nicht auf dem Markt. Aber eine Firma in Lübeck will es zum Schutz von Ventilen und Düsen im Motor verwenden. In den jetzt viel diskutierten Feinstaubfiltern wirkt die Methode von Michael Martin allerdings nicht. Denn am Metalloxid verbrennen die kleinen Staubteilchen nur bei sehr hohen Temperaturen. Eine Lösung dafür hält der Lübecker Forscher aber für möglich: Wenn das Metalloxid auf einem speziellen Feinstaub-Filter verteilt wird:
"Eine Beschichtung auf einem Wabenkörper, das sieht aus wie eine Bienenwabe. Das sind Gänge, durch die das Abgas strömt. Und in diesen Gängen werden die Partikel herausgefiltert."
Experten an anderen Forschungsinstituten möchten das neue Verfahren noch nicht bewerten, sondern erst abwarten, bis es vollständig veröffentlicht ist. Bis dahin müssen Michael Martin und seine Mitarbeiter noch mehrere praktische Versuche mit ihrem Metalloxid-Filter machen. Und sehen, ob er die herkömmlichen Feinstaubfilter ersetzen kann.
"Also neu ist, dass wir bei extrem niedrigen Temperaturen Ruß nachverbrennen können. Ruß selbst verbrennt bei 600 Grad von alleine. Mit einem Katalysator versetzt kann das bis 300 Grad runtergehen, diese Zündtemperatur. Und was wir entwickelt haben: Da ist es möglich, den Ruß bei 150 Grad zu verbrennen."
Bei kurzen Fahrten mit dem Auto heizt sich der Motor nur gering auf. Die bisher üblichen Rußfilter können den Ruß bei diesen niedrigen Temperaturen nicht ganz verbrennen.
"Da bilden sich sehr stark Rußschichten im Motor selbst. An beweglichen Teilen wie Ventilschäften und Einspritzdüsen. Und genau dieser Ruß, der soll bei niedrigen Temperaturen entfernt werden."
Bleibt der Ruß zu lange haften, kann das zu Motorschäden führen. Bei herkömmlichen Verfahren bleibt der Ruß an einem Filter hängen und wird dort verbrannt. Das geht aber nur bei Temperaturen über 300 Grad. Michael Martin hat eine andere Lösung gefunden: Der Schlüssel dabei: Ein Metalloxid. Welches, das möchte der junge Forscher noch nicht öffentlich machen, da sein Verfahren noch nicht patentgeschützt ist. Aber: Das Metalloxid gehört zu den chemischen Stoffen, die den Sauerstoff liefern für eine gründliche Verbrennung:
"Also, zum einen gibt es Stoffe, die Sauerstoff speichern. Und sie geben halt für einen Übergangszeitraum etwas Sauerstoff ab an den Ruß, oxidieren ihn damit."
Und die Verbrennung beginnt. Und zwar schon nach wenigen Minuten nach dem Starten des Motors. Das Metalloxid wird im Motor auf die empfindlichen Bauteile aufgetragen:
"Man hat halt eine dünne Beschichtung auf einem Ventilschaft, die den Ruß schon während der Entstehung verbrennt. Also im Idealfall bleibt das Bauteil sauber."
Noch ist dieses neue System nicht auf dem Markt. Aber eine Firma in Lübeck will es zum Schutz von Ventilen und Düsen im Motor verwenden. In den jetzt viel diskutierten Feinstaubfiltern wirkt die Methode von Michael Martin allerdings nicht. Denn am Metalloxid verbrennen die kleinen Staubteilchen nur bei sehr hohen Temperaturen. Eine Lösung dafür hält der Lübecker Forscher aber für möglich: Wenn das Metalloxid auf einem speziellen Feinstaub-Filter verteilt wird:
"Eine Beschichtung auf einem Wabenkörper, das sieht aus wie eine Bienenwabe. Das sind Gänge, durch die das Abgas strömt. Und in diesen Gängen werden die Partikel herausgefiltert."
Experten an anderen Forschungsinstituten möchten das neue Verfahren noch nicht bewerten, sondern erst abwarten, bis es vollständig veröffentlicht ist. Bis dahin müssen Michael Martin und seine Mitarbeiter noch mehrere praktische Versuche mit ihrem Metalloxid-Filter machen. Und sehen, ob er die herkömmlichen Feinstaubfilter ersetzen kann.