Schon bei Temperaturen unter 200° C können Niedertemperatur-Plasmen Abgase reinigen. Selbst kleinste Schadstoffteilchen werden im Plasma unschädlich gemacht. Wissenschaftler des Greifswalder Institutes für Niedertemperatur-Plasmaphysik (INP) machten sich diese Eigenschaften zu Nutze und entwickelten einen Plasmareaktor für die Reinigung von Dieselabgasen. Kern des Prinzips ist der Einsatz einer porösen Elektrode, die auch als Filter wirkt.
Durch die stetige Verbesserung der Motortechnik konnte der Rußausstoß von Dieselfahrzeugen vermindert werden. Bisher konnte jedoch keine deutliche Verringerung in der Konzentration der so genannten Nanopartikel erreicht werden. Werden diese kleinen Schadstoffteilchen eingeatmet, so können sie bis zu den Lungenbläschen vordringen und sich dort für mehrere Jahre anlagern. Es wird vermutet, dass Ruß-Nanopartikel Atemwegs- und Krebserkrankungen hervorrufen können.
Um Rußpartikel in Abgasen unschädlich zu machen, entwickelte das INP ein Verfahren, das Filter und Plasmatechnik kombiniert: Zwischen zwei Elektroden wird das Plasma erzeugt. “Durch Elektronenstöße können in einem Plasma, mit einem guten elektrischen Wirkungsgrad, Ionisations- und Dissoziationsvorgänge erzeugt werden”, erklärt Siegfried Müller vom INP. Aufgrund der niedrigen Temperaturen werden dann zum Beispiel Radikale gebildet. Diese sind in der Lage chemische Verbindungen zu erzeugen oder aufzuspalten. Durch das Einsetzen einer porösen Elektrode, erhöht sich die Verweildauer der Rußpartikel im Plasma. Erreicht das Abgas diesen Plasmabehandlungsraum, bilden sich die Radikale und es kommt zu plasmachemischen Reaktionen an den Rußoberflächen. Die Rußpartikel oxidieren dann zu CO und CO2. Dabei können schon bei Temperaturen von ca. 190° C die Rußpartikel unschädlich gemacht werden.
Die neue Methode ermöglicht somit eine kontinuierliche Zersetzung von Ruß im Dieselabgas bei normaler Betriebstemperatur. So sind weder Zusatzstoffe zur Herabsetzung der Temperatur, noch Maßnahmen zur Temperaturerhöhung erforderlich. Das Verfahren stellt keine besonderen Anforderungen an die Kraftstoff-zusammensetzung und könnte auch mit anderen Abgasreinigungsverfahren kombiniert werden. Selbst das Nachrüsten älterer Fahrzeuge wäre möglich. Ob das Prinzip der Abgasreinigung auch auf andere Schadstoffe aus Verbrennungsprozessen angewendet werden kann, wollen die Wissenschaftler künftig herausfinden.
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Linda Tidwell
