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Dieselalternative : Pack die Sonne in den Tank

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Forsche Jugend: Markus Münz (links) und David Töpfer prüfen vor der Testfahrt das Abgasmessgerät. Bild: Rainer Wohlfahrt

Man kann den Dieselmotor aussperren. Man kann Dieselabgase mit großem Aufwand nachbehandeln. Oder man macht es wie Forscher an der Technischen Universität Darmstadt, die den Kraftstoff austauschen.

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          Markus Münz kneift die Augen zusammen. Jetzt heißt es, höchste Konzentration zu beweisen. Er muss den Volvo XC60 exakt auf der vorgeschriebenen Geschwindigkeit von 30 km/h halten, bergab in die Straßenunterführung hinein, genauso wie auf dem folgenden Anstieg. Direkt hinter dem kurzen Tunnel steht ein gelber Baucontainer, eine offizielle Messstelle, mit der die Luftqualität bestimmt wird. David Töpfer auf dem Beifahrersitz starrt auf seinen Laptop, der mit dem portablen Abgasmesssystem auf der Anhängerkupplung verbunden ist. Er nickt kurz: alles gut. Kurze Zeit später wird er leise fluchen. Das GPS ist ausgestiegen, damit ist die Messung offiziell ungültig.

          Die beiden Neunundzwanzigjährigen auf den Vordersitzen des Volvos sind Ingenieure, sie arbeiten für die Technische Universität Darmstadt. Mit dem XC60 D4 haben sie sich in den vergangenen Wochen intensiv beschäftigt. Sie haben programmiert, getüftelt, geschraubt. Und immer wieder saßen sie im Auto, Runde um Runde durch die Darmstädter Innenstadt. Die auffälligen Werbefolien und das huckepack getragene Emissions-Kontrollsystem erregten die Aufmerksamkeit vieler Passanten. Doch das eigentlich Wichtige an dem Forschungsfahrzeug ist von außen unsichtbar: Im Tank befindet sich kein Diesel, sondern eine farblose und leicht nach Lösungsmittel riechende Flüssigkeit mit dem komplizierten Namen „Oxymethylenether 3,4,5“, abgekürzt OME. Man könnte auch behaupten, es handele sich um verflüssigten Strom. Denn OME ist ein synthetischer Kraftstoff, für dessen Herstellung man nichts anderes benötigt als Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff – und Energie, die beispielsweise aus überschüssigem Sonnen- und Windstrom stammen kann (siehe Sonntagsingenieur vom 4. September 2016).

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          Eine Welt, in der Menschen ohne fossile Kraftstoffe mobil bleiben, das war die Motivation von Christian Beidl, Professor an der TU Darmstadt, als er im Jahr 2014 mit der Forschung an OME begann. „Wir werden nicht alle Mobilitätsformen elektrifizieren können“, so Beidl. Zunächst galt es mit Prüfstands-Versuchen herauszufinden, wie sich OME in einem Verbrennungsmotor verhält. Sehr schnell wurde klar: Die synthetische Dieselalternative kann nicht nur beim Klimaschutz punkten, sondern führt auch dazu, dass sich die Verbrennung weitaus sauberer vollzieht. Die Gründe dafür liegen in der Struktur des Moleküls. Es weist keine direkten Kohlenstoff-zu-Kohlenstoff-Bindungen auf, stattdessen aber einen verhältnismäßig hohen Sauerstoffanteil. Daher bilden sich im Zylinder weniger Rußpartikel, die nichts anderes darstellen als Reste einer unvollständigen Verbrennung aufgrund lokalen Sauerstoffmangels. Auch wenn ein Auto mit einem Partikelfilter ausgestattet ist, hat die geringere Partikel-Rohemission einen großen Vorteil: Man kann deutlich mehr Abgas der Verbrennung zuführen, so entstehen im Motor weniger Stickoxide, vor allem bei den für den Stadtverkehr typischen niedrigen Fahrgeschwindigkeiten. „Normalerweise führt eine höhere Abgasrückführrate immer zu steigenden Partikel-Rohemissionen“, sagt Beidl. Mit OME komme man aus diesem Teufelskreis heraus.

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