19.01.2011

Universität zu Köln

HydroFuel reduziert Feinstaub

Mit Wasser im Kraftstoff Auto fahren? Ja, das geht – zumindest mit einer Mikroemulsion aus Diesel, Wasser und einem speziellen Tensid. HydroFuel heißt der Brennstoff und ist bei gleicher Leistung umweltfreundlicher als das Original: Stickstoffausstoß und Feinstaubemission werden reduziert. Der neue Kraftstoff ist eine Alternative zu herkömmlichen Brennstoffen für Auto- und Schiffsmotoren. Im Hochschulwettbewerb „Patente Erfinder“ geht deswegen der Sonderpreis Technologietransfer an die Erfindergruppe um Professor Reinhard Strey vom Institut für Physikalische Chemie für die Erfindung von „FAWOR“. FAWOR ist eine Technologie, mit der man HydroFuel im Kraftwagen mischen und optimal dem Motorzustand anpassen kann. Der Preis ist mit 8.000 € zum Bau von Funktionsmustern und Prototypen dotiert. Ausgeschrieben wurde der Wettbewerb von der ProVendis GmbH und dem Patentverbund der Hochschulen in NRW mit Unterstützung des Ministeriums für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes NRW und der Initiative SIGNO Hochschulen. Die Preisverleihung wurde heute in Solingen durch den Staatssekretär im Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung, Helmut Dockter, vorgenommen.

„Vom Grundsatz her betreiben wir Umweltschutz“, sagt Professor Reinhard Strey vom Institut für Physikalische Chemie. Der Physiker ist der Erfinder des sogenannten HydroFuels, einer Mikroemulsion aus Diesel und Wasser, die durch ein Tensid miteinander verbunden werden. Dadurch dass Wasser in den Kraftstoff eingegeben wird, wird die Rußemission bis auf die Nachweisgrenze abgesenkt und die Stickoxidabgabe um dreißig bis fünfzig Prozent reduziert. Die Wasserzugabe ist eine einfache technische Massnahme, die Emissionen zu minimieren, getreu dem Motto, "Müll, den man nicht erzeugt, braucht man nicht entsorgen".

Bei der FAWOR-Technologie, der Hochdruckvariante von HydroFuel, werden bei einem Druck von 2000 Bar Wasser, Diesel und Tensid onboard im Kraftfahrzeug miteinander vermischt. Die Entwicklung der Technologie erfolgte zusammen mit dem Kollegen Professor Christof Simon von der FH Trier. Damit kann die Zusammensetzung der Hochdruck-Mikroemulsion der Belastung des Motors ideal angepasst werden. Innerhalb weniger Kurbelwellenumdrehungen wird der für den Motorbetriebszustand optimale Wassergehalt beigemischt. Ein Testfahrzeug mit dem HydroFuel-Treibstoff fährt bereits in Köln.

Emulsionen sind thermodynamisch instabil, sie zerfallen mit der Zeit. Die Mikroemulsionen, die von den Kölner Physikern verwendet werden, ähneln dagegen eher den klassischen Lösungen, bis auf den Umstand, dass sie auf der Nanoebene strukturiert sind. Damit bilden sie sich spontan, sind unbegrenzt stabil und zerfallen nicht. Das besondere an dem Kraftstoff ist das Tensid, das die Kölner verwenden. Es verfügt über die sogenannte „maximale Solubilisierungskapazität“: Es verbindet Diesel und Wasser zu hundert Prozent. Dabei führt das Tensid keine neuen Komponenten in die Verbrennung ein, die eventuell als Verbrennungsrückstände übrig bleiben. „Wir verwenden Tenside, die nur Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff enthalten, die in jeder Verbrennung sowieso beteiligt sind“, so Professor Strey. Durch die Zugabe von Wasser ändert sich die Chemie der Verbrennung, sodass die Rußbildung unterdrückt wird. Außerdem kühlt sich die Verbrennung im Motor ab, was den Ausstoß von Stickoxiden reduziert. Da die Verbrennung bei niederen Temperaturen abläuft, sind die Energieverluste in die kühlere Wand des Motors sogar noch etwas geringer als bei einer normalen Verbrennung.

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