Abgas und Umwelt
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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 NO2 , 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?
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HJS Fahrzeugtechnik GmbH & Co KG - Abgas-Systeme und Katalysatoren
