Verglichen mit früheren Zeiten sind die Abgase aus Otto- und Dieselmotoren fast schon sauber. Neue Verbrennungsmaschinen und moderne Katalysatoren reduzieren etwa den Anteil an Stickoxiden und unverbrannten Kohlenwasserstoffen auf Werte, die vor 20 Jahren unvorstellbar waren. Trotzdem sollen auch diese Restkonzentrationen weiter sinken. So zumindest will es der Gesetzgeber.
Ein Weg in diese Richtung sind noch bessere Motoren, die den Sprit fast schadstofffrei verbrennen. Ingenieure stoßen da aber zunehmend an technische Grenzen. Als zweite Variante ließen sich aber auch Abgase nachbehandeln, etwa mit kleinen Plasmareaktoren im Auspuff:
"Ein Plasma entsteht dadurch, dass man sehr hohe Temperaturen erzeugt, und die sind so hoch, dass die Bausteine der Materie, die Moleküle, zerlegt werden, also ein Plasma bilden, und mit dem Plasma kann man erreichen, dass andere Reaktionen stattfinden als bei den Umgebungsbedingungen oder auch bei Verbrennungsvorgängen eigentlich möglich sind, damit man neue Strategien aufbauen kann,","
sagt Alfred Leipertz, Professor für Technische Thermodynamik an der Universität Erlangen-Nürnberg. Die Strategien verfolgen das Ziel, möglichst viele verbleibende Schadstoffe im Auspuff abzubauen:
""Man muss sich das so vorstellen, im Abgasstrang des Autos schaltet man typischerweise für den Zwei-Liter-Motor vier solcher Reaktoren parallel","
sagt Uwe Riedel von der Fakultät für Chemie an der Universität Heidelberg und fährt fort:
""Ein Plasmareaktor macht in Bezug auf die unverbrannten Kohlewasserstoffe die weitere Oxidation der Kohlenwasserstoffe, führt dazu, dass mehr CO2 entsteht und weniger aromatische Kohlenwasserstoffe überbleiben,"
die letztlich ein hohes Krebsrisiko darstellen,
"und der Plasmareaktor sorgt auch dafür, dass NO umgewandelt wird in NO2, und dieses NO2 kann dann wieder mit einer speziellen Katalysatortechnik einfacher aus dem Abgas entfernt werden als NO."
Plasmareaktoren wandeln die hochgiftigen Stickoxide so um, dass nachgeschaltete Katalysatoren sie leichter abbauen können. Womit auch der grundlegende Aufbau zukünftiger Auspuffanlagen klar ist: Unmittelbar hinter dem Motor liegen die vier Reaktoren, anschließend kommt der Katalysator. Viel Platz brauchen die Reaktoren nicht, im Auspuff beanspruchen sie gerade mal 30 Zentimeter. Allerdings verbraucht das elektrisch erzeugte Plasma vergleichsweise viel Energie:
"Die konstruktiven Vorgaben sind so, dass man mit einem Mehrverbrauch von acht bis zehn Prozent an Kraftstoff eben diese Reaktoren betreiben kann, und dann könnte man unverbrannte Kohlenwasserstoffe um 90 Prozent mindern und ungefähr 80 Prozent des NO in NO2 umwandeln."
Technisch sind die Plasmareaktoren ausgereift, eingesetzt werden sie aber erst, wenn Veränderungen am Motor die Euro-Abgasnormen nicht mehr erreichen. Möglicherweise wird dies Mitte 2008 der Fall sein, wenn nach dem Willen der Europäischen Kommission die Euro-5-Norm in Kraft tritt. Für Dieselfahrzeuge sollen die Stickoxide-Emissionen um 20 Prozent sinken, bei Benzinern liegen die Grenzwerte für Kohlenwasserstoffe und Stickoxide sogar 25 Prozent unterhalb der heute zulässigen Konzentrationen. Kein Problem für Plasmareaktoren, allerdings würde das Autofahren noch einmal teurer.
Ein Weg in diese Richtung sind noch bessere Motoren, die den Sprit fast schadstofffrei verbrennen. Ingenieure stoßen da aber zunehmend an technische Grenzen. Als zweite Variante ließen sich aber auch Abgase nachbehandeln, etwa mit kleinen Plasmareaktoren im Auspuff:
"Ein Plasma entsteht dadurch, dass man sehr hohe Temperaturen erzeugt, und die sind so hoch, dass die Bausteine der Materie, die Moleküle, zerlegt werden, also ein Plasma bilden, und mit dem Plasma kann man erreichen, dass andere Reaktionen stattfinden als bei den Umgebungsbedingungen oder auch bei Verbrennungsvorgängen eigentlich möglich sind, damit man neue Strategien aufbauen kann,","
sagt Alfred Leipertz, Professor für Technische Thermodynamik an der Universität Erlangen-Nürnberg. Die Strategien verfolgen das Ziel, möglichst viele verbleibende Schadstoffe im Auspuff abzubauen:
""Man muss sich das so vorstellen, im Abgasstrang des Autos schaltet man typischerweise für den Zwei-Liter-Motor vier solcher Reaktoren parallel","
sagt Uwe Riedel von der Fakultät für Chemie an der Universität Heidelberg und fährt fort:
""Ein Plasmareaktor macht in Bezug auf die unverbrannten Kohlewasserstoffe die weitere Oxidation der Kohlenwasserstoffe, führt dazu, dass mehr CO2 entsteht und weniger aromatische Kohlenwasserstoffe überbleiben,"
die letztlich ein hohes Krebsrisiko darstellen,
"und der Plasmareaktor sorgt auch dafür, dass NO umgewandelt wird in NO2, und dieses NO2 kann dann wieder mit einer speziellen Katalysatortechnik einfacher aus dem Abgas entfernt werden als NO."
Plasmareaktoren wandeln die hochgiftigen Stickoxide so um, dass nachgeschaltete Katalysatoren sie leichter abbauen können. Womit auch der grundlegende Aufbau zukünftiger Auspuffanlagen klar ist: Unmittelbar hinter dem Motor liegen die vier Reaktoren, anschließend kommt der Katalysator. Viel Platz brauchen die Reaktoren nicht, im Auspuff beanspruchen sie gerade mal 30 Zentimeter. Allerdings verbraucht das elektrisch erzeugte Plasma vergleichsweise viel Energie:
"Die konstruktiven Vorgaben sind so, dass man mit einem Mehrverbrauch von acht bis zehn Prozent an Kraftstoff eben diese Reaktoren betreiben kann, und dann könnte man unverbrannte Kohlenwasserstoffe um 90 Prozent mindern und ungefähr 80 Prozent des NO in NO2 umwandeln."
Technisch sind die Plasmareaktoren ausgereift, eingesetzt werden sie aber erst, wenn Veränderungen am Motor die Euro-Abgasnormen nicht mehr erreichen. Möglicherweise wird dies Mitte 2008 der Fall sein, wenn nach dem Willen der Europäischen Kommission die Euro-5-Norm in Kraft tritt. Für Dieselfahrzeuge sollen die Stickoxide-Emissionen um 20 Prozent sinken, bei Benzinern liegen die Grenzwerte für Kohlenwasserstoffe und Stickoxide sogar 25 Prozent unterhalb der heute zulässigen Konzentrationen. Kein Problem für Plasmareaktoren, allerdings würde das Autofahren noch einmal teurer.