Schadstoffminimierungsreaktor reduziert Feinstpartikel

Österreichischer Forscher entwickelt effektives System

Der Forscher Gerhard Fleischhacker von CEF-Austria hat eine neue Methode zur Schadstoffreduzierung von Motorabgasen entwickelt, die, anders als herkömmliche Partikel-Filtermethoden, auch Feinstpartikel absondern kann. Der Reaktor zur Feinstpartikelreduktion nach System CEF (SMRÄ) ist im besonderem geeignet, die Partikel, die kleiner als drei Mikrometer sind, aus dem Abgas von Motoren, insbesondere Dieselmotoren, zu nahezu 100 Prozent zu reduzieren.

„Diese Definition bezieht sich ausschließlich auf die Teilchenzahl der Feinstpartikel, da eine Definition der Masse im beschriebenen Größenbereich verschwindend klein ist und daher einer wägbaren oder messbaren Definition nicht bzw. nur schwer zugänglich ist“, erklärt Gerhard Fleischhacker im pressetext-Interview. Der neu entwickelte Reaktor wird im Abgasstrom als offenes System betrieben, ohne dass dabei der freie Durchströmquerschnitt wesentlich beeinflusst wird oder ein nicht existenter Filterbelag den Staudruck im Motorbetrieb nachteilig beeinflussen könnte. „Die oxidierbaren Feinstpartikel werden beim Durchströmen des Reaktors energetisch so angereichert, dass die Reaktionsenergie der einzelnen Teilchen gerade so viel angehoben wird, dass eine oxidative Reduktion der Feinstpartikel in unschädliche Bestandteile, das sind im günstigsten Falle CO2 und H2O-Teilchen, stattfindet“, erklärt Fleischhacker, der die herkömmlichen Dieselpartikelfilter als nutzlos bezeichnet (siehe pte-Meldung http://www.pressetext.de/pte.mc?pte=050923029 ).

„Die Reaktionen laufen energetisch im Grenzbereich des stabilen und instabilen Bereiches einer oxidativen Reduktion ab. Ein Temperatur- und Zeithorizont, wie dieser für die Bildung von Nebenreaktionen wie etwa zur Dioxinbildung notwendig ist, ist erst gar nicht möglich“, erklärt der Wissenschaftler. „Die für den Beginn des oxidativen Prozesses notwendige Energie der Russpartikel wird erst nach Eintritt in die Reaktionszone – im freiem Durchströmquerschnitt – induktiv so weit angehoben, dass die gewünschte Oxidation und damit Reduktion der Schadstoffe bereits innerhalb der konstruktiv gewählten Reduktionszone erfolgt.“ Fleischhacker weist daraufhin, dass der thermisch und chemisch im gewünschten Temperatur- und Zeitbereich ablaufende Prozess teilweise auch geeignet ist, gasförmige Schadstoffe wie etwa CO mit angemessenem Wirkungsgrad zu CO2 zu oxidieren.

Die Weiterentwicklung der Motortechnik, wie zum Beispiel die Common-Rail-Technik und seit neuestem die Beeinflussung der Verbrennung mit Piezo-Injektoren hat dazu geführt, dass der Ausstoß an Feinstpartikeln noch wesentlich reduziert werden konnte. Die ursprüngliche Teilchen- oder Partikelgrößen wurden durch die verbesserte Einspritz- bzw. Zündtechnik so reduziert, dass nicht nur die Masse der emittierten Partikel um ein Vielfaches, sondern auch die Größe der Russpartikel wesentlich reduziert wurde. „Allerdings ist der Anteil der Feinstpartikel im Aerosolbereich nicht reduziert worden, sondern ganz im Gegenteil ist die Anzahl der Feinstpartikel beträchtlich angestiegen, was aber auf die Masse der Rest-Emissionen, wegen der geringen Teilchengröße, keinen Einfluss hatte“, erklärt Fleischhacker. „Die logische Konsequenz dieser Entwicklung ist aber, dass damit die Ausrüstung der Motoren mit Partikelfiltern eine nutzlose Investition darstellt.“

Die Kosten für die Herstellung des CEF-Reaktors liegen etwa 15 Prozent unter denen eines einfachen Partikelfilters. Fleischhacker beziffert diese auf maximal 450 Euro. Der statische Einbau des in Kompaktbauweise ausgeführten Reaktors nach System CEF könnte bei Neuwagen direkt im Werk bzw. mit dem Auspuff erfolgen, oder als Nachrüstteil, durch Einfügen des Reaktorgehäuses an beliebiger Stelle eines geraden Rohrstück des Auspuffkanals. „Der Anschluss an die herkömmliche Zündspule ist ohne Aufwand auch einem fachkundigen Laien möglich“, so der Forscher abschließend im pressetext-Interview.