Sauberer Diesel

Hersteller von Fahrzeugen und Kraftstoffen forschen derzeit daran, wie die Rußbildung bei der Dieselverbrennung vermindert werden kann. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen ist die Einhaltung von immer strengeren Abgasnormen ein Problem. Bisher bekannte Verfahren basieren meistens auf Rußfiltern und Katalysatoren, die teuer und technisch aufwändig sind und zudem oft zu einem höheren Ausstoß von gesundheitsschädlichen Stickoxiden führen.  Eine Alternative sind Kraftstoffzusätze, die die Rußbildung schon während des Verbrennungsprozesses vermindern. Als Zusätze eignen sich organische Verbindungen aus der Stoffklasse der Oxymethylendialkylether. Insbesondere Oxymethylendimethylether (OME) in Form von kurzen Molekülketten haben für Kraftstoffzusätze ideale Eigenschaften: Es sind ungiftige Flüssigkeiten, die mit gängigen Kraftstoffen gut mischbar sind und eine hohe Cetanzahl haben, also für eine gute Zündwilligkeit des Kraftstoffs sorgen. Es gibt jedoch bisher noch kein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung der OME im technischen Maßstab. Alle bekannten Synthesewege erfordern teure Ausgangsstoffe und eine aufwändige Trennung der Produkte von unerwünschten Nebenprodukten. Forscher am Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT) des KIT haben nun erstmals ein einfaches Verfahren zur Synthese von OME gefunden. Eingesetzt werden kostengünstige Standardchemikalien, die sich umweltfreundlich aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen lassen. Man benötigt erstens einen Alkohol wie etwa Methanol und zweitens einen Aldehyden wie beispielsweise Formaldehyd, der aus Methanol gewonnen werden kann. Diese Ausgangsstoffe werden zusammen mit einem wässrigen und einem organischen Lösungsmittel sowie einem sauren Katalysator in einen Reaktor geleitet. Es bilden sich eine organische und eine wässrige Phase. Das gewünschte Produkt OME ist in der organischen Phase gut löslich, wohingegen die Nebenprodukte in der wässrigen Phase verbleiben. Auf diese Weise lässt sich das Produkt leicht abtrennen. Als organische Lösungsmittel sind insbesondere Kraftstoffe wie etwa Diesel geeignet, sodass die Herstellung von Kraftstoffzusätzen direkt in Anwesenheit des Kraftstoffs möglich ist.