Bücher der Reihe Fuels Joint Research Group - Interdisziplinäre Kraftstoffforschung für die Mobilität der Zukunft

Der Verbrennungsmotor als das Rückgrat der Mobilität muss umwelt- und klimaschonender werden.Die 3. Tagung der Fuels Joint Research Group befasst sich mit den Möglichkeiten, Beiträge zu dieser angestrebten Entwicklung zu leisten.Die motorischen Abgasemissionen und der nahezu ungebremste Einsatz fossiler Ressourcen für die Mobilität stehen zunehmend in der Kritik. Um im Wettbewerb mit der Elektromobilität künftig bestehen zu können, müssen alternative Kraftstoffe den Nachweis geringer Treibhausgasemissionen erbringen und Nutzungskonkurrenzen ihrer Rohstoffe und ihres Flächenbedarfs mit der Nahrungsmittelproduktion weitgehend vermeiden. Unter technischen Gesichtspunkten sind die Wechselwirkungen künftiger Kraftstoffe mit konventionellen und anderen alternativen Kraftstoffen sowie mit dem Motor und dem Motorenöl und nicht zuletzt der Abgasnachbehandlung zu untersuchen. Die Betriebssicherheit und Lebensdauer von Anwendungstechnologien mit neuen Kraftstoffen muss gesichert bleiben. Schließlich sind auch - gerade bei Verwendung biogener Kraftstoffkomponenten - die politischen Rahmenbedingungen zu berücksichtigen.

Doktoranden und Studierende der Studiengänge Technische Physik, Bioanalytik, Maschinenbau, Elektrotechnik, Simulation und Test sowie Analy-tical Instruments, Measurement- and Sensor Technology (AIMS) bilden im Ressort "Analytische Chemie und Kraftstoffforschung" des TAC der Hochschule Coburg einen interdisziplinären Ar¬beitskreis.Bei der Bearbeitung von biokraftstoffbezogenen Forschungsfragen lernen die Studierenden ne¬ben dem wissenschaftlichen Arbeiten auch den Umgang mit chemischer Analytik und Sensorik. Vom Prinzip des forschenden Lehrens profitieren Studierende und Doktoranden gleichermaßen.Im Juli 2018 fand bereits zum 9. Mal das Biokraft¬stoffsymposium an der Hochschule Coburg statt. Hier stellen Studierende und Doktoranden sowie Gäste aus Wissenschaft und Wirtschaft die aktu¬ellen Erkenntnisse ihrer Forschungen vor.Der vorliegende Tagungsband berichtet über die Ergebnisse des 9. Biokraftstoffsymposiums.

Zwischen 2013 und 2015 wurde an der Hochschule Coburg der neue Kraftstoff Diesel R33 in 280 Fahrzeugen unterschiedlicher Abgasklassen getestet. Diesel R33 ist ein 33%-iger biogener Kraftstoff, der 26 % hydriertes Pflanzenöl (HVO), 7 % Altspeiseölmethylester und 67 % hochwertig additivierten Dieselkraftstoff enthält. Der Kraftstoff erfüllt in allen Belangen die Dieselkraftstoffnorm EN 590. Diesel R33 senkte nahezu alle limitierten Abgaskomponenten. Die Stickoxide stiegen jedoch leicht an. Alle getesteten Fahrzeuge blieben innerhalb der Abgasnorm. Aldehyde, die krebserzeugenden polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe und auch die Mutagenität des Abgases wurden durch Diesel R33 abgesenkt.Die Motorölanalysen zeigten im Vergleich zu fossilem Dieselkraftstoff weder Vornoch Nachteile für Diesel R33. Ein bedeutender Vorteil von Diesel R33 ist sein klimaschonendes Potenzial: Gegenüber fossilem Dieselkraftstoff spart Diesel R33 17 % Treibhausgasemissionen ein.

In dieser epidemiologischen Studie wurden Daten zu möglichen gesundheitlichen Effekten bei Beschäftigten unter Tage mit Exposition gegenüber Dieselmotorabgasen und Sprenggasen erhoben. Die freiwilligen Studienteilnehmer wurden an einem Tag jeweils vor und nach ihrer Schicht medizinisch untersucht. Während dieser Schicht wurde auch ihre Exposition gegenüber Stickoxiden (NO, NO¿), Kohlenmonoxid (CO), Dieselabgaspartikeln (EC-DME) und A-Staub gemessen. Insgesamt konnten 1.246 Beschäftigte in die Auswertung einbezogen werden, davon waren 1.003 (801 in der Gewinnung, 202 in der Instandhaltung) Mitarbeiter unter Tage und 243 in der Fabrik (Kontrollgruppe) beschäftigt. Die sonographische Messung der Carotis-Intima-Media-Dicke (CIMT) als Parameter einer Arteriosklerose wurde bei 179 Beschäftigten in die Auswertung einbezogen. Alle erhobenen medizinischen Daten wurden in die Kategorien Herz-Kreislauf, Atemwege sowie Entzündung/Immunantwort unterteilt.Die Expositionsmessungen ergaben im Bereich der Gewinnung bei 33% der Messungen Überschreitungen des Arbeitsplatzgrenzwertes (AGW) für NO¿ und bei 56% Überschreitungen des AGW für EC-DME. Sowohl bei der Deskription der erhobenen Parameter als auch bei der Untersuchung potenzieller Zusammenhänge mit der Exposition resultierten keine konsistenten Tendenzen für den Vergleich vor und nach der Schicht sowie zwischen den Expositionsgruppen (Fabrik, Instandhaltung und Gewinnung). Die Ergebnisse der Biomarker lagen überwiegend innerhalb der Referenzbereiche. Insgesamt konnten trotz der relativ hohen Expositionen, insbesondere in der Gewinnung, keine Assoziationen zwischen den medizinischen Ergebnissen und den inhalativen Gefahrstoffen ermittelt werden.

BeschreibungIn der vorliegenden Dissertation wird untersucht, ob mittels Kraftstoffadditivierung Stickoxidemissionsminderungen erreicht werden können und gleichzeitig die Oxidationsstabilität des Kraftstoffs positiv beeinfluss werden kann.Hierzu wurden Carbonsäurehydrazide gezielt so designed, dass deren Löslichkeit im Kraftstoff in additivrelevanten Konzentrationen sichergestellt ist. Anschließend konnten die entsprechenden Hydrazide synthetisiert, charakterisiert und mittels Brennkammerversuchen bzw. Oxidationsstabilitätstests untersucht werden.Es wird gezeigt, dass Hydrazide die Oxidationsstabilität von Kraftstoffen erhöhen und dass sich in Brennkammerversuchen stickoxidemissionsmindernde Tendenzen finden lassen. Zudem werden mögliche zugrundeliegende Mechanismen beleuchtet und diskutiert.