Verstopften Dieselmotoren auf der Schliche

Deutsche Physikerin entdeckt Möglichkeit Kältephänomen zu umgehen

Eine deutsche Physikerin ist dem Kältephänomen von Erdöl und Dieselöl auf die Spur gekommen. Die Treibstoffe haben nämlich bei niedrigen Temperaturen die unangenehme Eigenschaft wachsartig zu erstarren. Mithilfe von Lösungsmitteln soll es nun möglich werden, diesem Phänomen, das jährlich Kosten in Millionenhöhe verursacht, entgegenzuwirken. Die Physikerin erhielt für ihre Arbeit einen Shell-She-Study Award.

Pipelines und Dieselmotoren verstopfen im Winter sehr leicht. Bei Autofahrern ist das Phänomen ärgerlich, bei Betreibern von Pipelines verursacht das jährlich Schäden in Millionenhöhe. Ursache ist, wie bei allen Flüssigkeiten, die Bildung von Kristallen, die bei Alkanen, den Hauptbestandteilen von Erdöl, an der Oberfläche der Flüssigkeit stattfindet. Bei Kontakt mit Luft bilden Alkane sogar schon oberhalb ihres Schmelzpunktes eine feste Schicht aus. Inez Weidinger vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie an der Freien Universität Berlin ist es gelungen mit Hilfe einer elektrodynamischen Falle das Gefrierverhalten von Alkanen zu untersuchen. Bei der Methode, für die Wolfgang Paul 1989 den Physiknobelpreis erhielt, ist es möglich, einzelne geladene Tropfen lange Zeit in der Schwebe zu halten. Das es keinen Wandkontakt gibt, ist es möglich, sie stark zu unterkühlen. So können etwa Wassertropfen auf bis zu minus 37 Grad abgekühlt werden ohne zu gefrieren.

Für die meisten Flüssigkeiten gilt, dass ihr Erstarren an einem Kristallisationskeim beginnt, der sich an einer Wandfläche bildet. Alkane verhalten sich aber grundlegend anders, sie gefrieren von der Oberfläche her und lassen sich deshalb nicht unterkühlen. Weidingers Arbeit zeigt, dass durch die Zugabe von oberflächenaktiven Substanzen wie Lösungsmitteln das Erstarren der Oberflächen herabgesetzt werden kann. Dadurch kann das Verstopfen von Pipelines und Motoren wahrscheinlich verhindert werden.

Der Shell-She-Study Award wird von den Shell Gesellschaften Deutschland, Österreich und Schweiz für herausragende und zukunftsweisende Studienarbeiten junger Frauen in den Bereichen Mineralöl, Erdgas, Chemie und erneuerbare Energien vergeben.