Abgas und Umwelt: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 9. März 2006, 11:42 Uhr

Abgase

Das Abgas eines Autos enthält hauptsächlich Stickstoff,Wasserdampf und Kohlendioxid, das als Hauptverursacher des Treibhauses gilt. Daneben werden eine Reihe von Substanzen mit unterschiedlicher Schadwirkung emittiert. Dazu zählen vor allem die durch Grenzwerte beschränkten Schadstoffe Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx).

Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe

Kohlenmonoxid ist ein farb-und geruchloses Gas. Eingeatmet blockiert es den Sauerstofftransport im Blut. Geringere Konzentrationen führen zu Kopfschmerzen, Müdigkeit und beeinträchtigung der Sinnesleistung. Bei höherer Konzentration als 0,3vol% und längerer Einwirkdauer wirkt es todlich.Kohlenmonoxid entsteht bei unvollkommener Verbrennung des Kraftstoffes infolge von Luftmangel.

Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe entstehen bei unvollständiger Verbrennung aufgrund von Sauerstoffmangel oder zu niedriger Temperatur. Kohlenwasserstoffe auch durch Verdunstung des Kraftstoffs (Betankungsverlust).

Unverbrannte Kohlenwasserstoffe, HC-verbindungen bestehen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Verbindungen von Kohlenstoff und Wasserstoff. kohlenwasserstoffe reizen die Schleimhäute, sind geruchsbelästigend und gelten zum Teil als krebserregend.

Die spezfischen CO-Emissionen aus den kraftfahrzeugen sind aufgrund der Abgasgesetzgebung seit Anfang der 80er Jahre rückläufig. Diese Erfolge werden jedoch durch insgesamt stark ansteigenden Verkehr wieder aufgehoben.

Stickoxide (NOx)

Stickoxide (NOx) entstehen aus dem in der Luft enthaltenen Stickstoff als Folge verschiedener chemischer Reaktionen mit dem Sauerstoff, bei der Verbrennung. Hierbei spielen Temperatur, Kraftstoffart und Sauerstoffanteil die Hauptrolle. Die NOx-Bildung nimmt bei höheren Temperaturen stark zu. Um den Wirkungsgrad hoch und damit den Kraftstoffverbrauch niedrig zu halten, arbeitet man jedoch mit höheren Verdichtungen und höheren Verbrennungstemperaturen im Motor, so dass der geringe Kraftstoffverbrauch hochverdichteter Motoren direkt eine höhere NOx-Emission zur Folge hat.

Stickoxide,NOx. Der Sammelbegriff Stickoxide wird für die verschiedenen oxide des Stickstoffs verwendet(Stickstoffmonoxid NO, Stickstoffdioxid NO_{2, Distickstoffoxid N2O).}

Einen Ausweg aus dem Zielkonflikt zwischen niedrigem Kraftstoffverbrauch und niedrigen NOx-Emissionen bietet beim Ottomotor die Nachbehandlung des Abgases mit einem Katalysator (Drei-Wege-Katalysator), bei Diesel-Fahrzeugen (Dieselmotor) vor allem die Abgasrückführung. Bei schweren Nutzfahrzeugen wird eine NOx-Minderung auch mit Turboaufladung (Turbolader) und Ladeluftkühlung erzielt.

Aufgrund steigender Fahrleistungen und zunehmender Anteile des Lkw-Verkehrs konnte der Anstieg der NOx-Emissionen im Straßenverkehr bisher nicht gestoppt werden (Schadstoffarme Kfz). Besonders problematisch sind die NOx-Emissionen, weil aus ihnen unter Einwirkung von Sonnenlicht Ozon entsteht, Hauptbestandteil des Sommersmogs. In Großstädten stellt dies im Sommer eine zentrale Gesundheitsgefahr dar (Ozon). Außerdem sind Stickoxide (und das Folgeprodukt Ozon) Hauptverursache des Waldsterbens.

Dringend erforderlich ist der Einbau von Rußfiltern (Partikelfilter).Feststoffe entstehen bei unvollständiger Verbrennung in From von Partikeln (Kohlenstoffkern/Rußkern mit Anlagerungen). Schwefeldioxid entsteht bei Dieselfahrzeugen, sofern der Dieselkraftsoff Schwefel enthält.

Eine zündende Idee für den Sprit der Zukunft!!!

Wird Diesel mit Wasser verlängert, verbraucht das Auto nicht nur weniger Kraftstoff, sondern pustet auch weniger Schadstoffe in die Umwelt. Kleines Problem dabei: Wasser und Öl trennen sich immer wieder. Chemiker der Universität Köln haben jetzt ein stabiles Treibstoffgemisch aus Diesel, Wasser und Tensiden entwickelt. Die Kölner Wissenschaftler vom Institut für Physikalische Chemie haben einen thermodynamisch stabilen Treibstoff aus Diesel, Wasser und Tensiden entwickelt, der Schwammstrukturen im Nanometerbereich aufweist. Dadurch lässt sich der Wassergehalt frei wählen und man kann den Sprit mit weiteren nachwachsenden Rohstoffen wie Rapsöl strecken. Das Restwasser im Tank soll einfach abgesaugt werden können. Die Kölner Chemiker sind mit ihrem Kraftstoff-Gemisch noch nicht ganz zufrieden. Der Sprit soll noch besser werden - mit Zusätzen wie Backpulver und Harnstoff.

Fragen

1.) Welche 3 Substanzen im Abgas werden durch den Drei-Wege-Katalysator reduziert?

2.) Wie werden die Schadstoffe im Abgas bei Diesel-Fahrzeugen reduziert?

3.) Wie entsehen die Stickoxide (NOx)?

4.) Wie könnte der Kraftstoff der Zukunft aussehen?

Links

Umwelt-Lexikon

HJS Fahrzeugtechnik GmbH & Co KG - Abgas-Systeme und Katalysatoren

Abgas und Umwelt: Antworten

Björn ole