Alternative Kraftstoffe

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Bastian Lehrheuer

Oberingenieur, Geschäftsführer des Excellenzclusters FSC

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  Reagenzgläser Alternative Kraftstoffe Urheberrecht: RWTH Aachen | VKA

Der Schwerpunkt der VKA Forschungsaktivitäten ist auf die Anpassung und Optimierung der Brennverfahren vor dem Hintergrund spezieller kraftstoffspezifischer Eigenschaften gerichtet. Großes Zukunftspotential birgt ein integrierter Optimierungsprozess von Kraftstoff und Motor.

Neben Entwicklungen von Ottomotoren für den Betrieb mit Alkoholkraft-stoffen, wie Methanol und Ethanol in den frühen 70iger Jahren, wird auch der Einsatz von gasförmigen Kraftstoffen wie Erdgas oder Wasserstoff in Verbrennungsmotoren untersucht.

Dieselbrennverfahren für den Einsatz von alternativen Kraftstoffen, die eine ausreichende Selbstzündneigung aufweisen, gehören ebenfalls zu den Forschungsarbeiten. Jüngste Beispiele sind die Verfahrensabstimmung auf unterschiedliche, teils biogene Kraftstoffe wie Pflanzenöle (Rapsöl, Palmöl, usw.) oder GTL (gas-to-liquid) und BTL (biomass-to-liquid).

Auf Basis einer geeigneten Verfahrensauslegung lassen sich Vorteile in Hinblick auf Wirkungsgrad und Emission erzielen. Im Umkehrschluss können auch gezielt Anforderungen an synthetisch hergestellte Kraftstoffe gestellt werden, wobei man in Zukunft von maßgeschneiderten Kraftstoffen spricht.

 

Im Exzellenzcluster “The Fuel Science Center” (FSC) an der RWTH Aachen University (Fuel Science Center) wird in diesem Zusammenhang die Molekülstruktur des Kraftstoffes als Freiheitsgrad für eine optimierte nachhaltige Herstellung aus Biomasse und Ausnutzung des thermodynamischen Potentials von Verbrennungsmotoren betrachtet.

Innerhalb des FSC wurden 2-Butanon (Methylethylketon) und 2-Methylfuran als mögliche Kandidaten für den Einsatz in hochaufgeladenen Ottomotoren identifiziert, mit denen signifikante Wirkungsgradsteigerungen (> 20 %) realisiert werden konnten.

Mit den möglichen Kraftstoffkandidaten 1-Oktanol und Di-n-Butylether, welche für eine dieselmotorische Verbrennung geeignet sind, konnten die Rußemissionen um bis zu (- 85 %) gesenkt werden, ohne Nachteile im Wirkungsgrad, den Stickoxid- und Kohlenwasserstoffemissionen, und Geräuschemissionen in Kauf nehmen zu müssen.