Biosprit: Klimafreundlicher Diesel - und gut für den Motor
So gut wie Kraftstoff aus Erdöl: Ein neues Verfahren macht aus Pflanzenöl Biodiesel, der auch herkömmliche Motoren problemlos antreiben könnte.
Das Verfahren klingt fast zu einfach, um wahr zu sein: Lukas Gooßen von der Ruhr-Universität in Bochum und seine Kollegen berichten in der Zeitschrift „Science Advances“ von einem Rezept, das aus herkömmlichem Biodiesel ein Gemisch herstellt, das die gleichen Eigenschaften wie Diesel-Kraftstoff aus Erdöl hat. „Ein erster Test hat gezeigt, dass ein Modellauto mit einem kleinen Dieselmotor damit fährt“, sagt Gooßen.
Das klappt mit herkömmlichem Biodiesel nicht: Denn dieser besteht aus „Fettsäure-Methylestern“, kurz „Fame“, während Diesel-Kraftstoff ein Gemisch verschiedener Kohlenwasserstoffe ist, das aus Erdöl gewonnen wird. Während herkömmlicher Kraftstoff beim Einspritzen in den Motor normalerweise vollständig verdampft, verbrennt und dann den Motor antreibt, bleibt ein Teil des Fame-Biodiesels wegen seines höheren Siedepunkts flüssig.
Bisher gilt: Das Öl schmiert weniger gut, Motorschäden drohen
Der Flüssigkeitsfilm dringt ins Motoröl ein, wodurch das Öl weniger gut schmiert und Motorschäden drohen. Außerdem verbrennt Fame-Biodiesel oft mit zu hohen Temperaturen und beschädigt den Feinstaub-Filter.
Um mit reinem Fame-Biodiesel zu fahren, müssten die Autohersteller daher einen neuen Motor konstruieren. Das rentiert sich aber nur, wenn man diesen Sprit auch an vielen Tankstellen erhält – ein wenig wahrscheinliches Zukunftsszenario. Daher begnügt sich die Europäische Union damit, dem Diesel-Kraftstoff aus Erdöl sieben Prozent Fame-Biodiesel beizumischen. Auch wenn dieser Anteil 2020 auf zehn Prozent steigt, ist das viel zu wenig, um die Klimaziele zu erreichen, auf die Deutschland und Europa sich verpflichtet haben.
Einen brauchbaren Biodiesel für diese Fahrzeuge aber könnte das Verfahren liefern, das Lukas Gooßens Team an der Technischen Universität Kaiserslautern entwickelt hat. Als Rohstoff nehmen die Forscher Rapsöl, aus dem in Europa auch der herkömmliche Fame-Biodiesel hergestellt wird. Dieses Rapsöl wird in Biodiesel-Anlagen mit Methanol zu Rapsöl-Methylestern umgewandelt und als „RME“ mit Diesel aus Erdöl gemischt. Zu diesem RME gibt Gooßen den Kohlenwasserstoff Ethylen hinzu: „Diese Substanz kann zum Beispiel aus der Melasse gewonnen werden, die bei der Verarbeitung von Zuckerrohr als Abfall anfällt“, sagt Gooßen.
Die neue Methode muss noch optimiert werden - und preiswerter
Außerdem fügt der Forscher Ruthenium und Palladium als Reaktionsbeschleuniger bei und erwärmt den Mix auf 60 Grad Celsius. Das genügt, um die innere Struktur des RME zu verändern. Am Ende hat das Gemisch ähnliche Eigenschaften wie Diesel-Kraftstoff aus Erdöl und erfüllt die europäische Norm für Diesel-Kraftstoffe.
„Allerdings funktioniert das Verfahren bisher nur im Labor“, gibt Gooßen zu. Für eine technische Anwendung müsse die Methode optimiert und preiswertere Reaktionsbeschleuniger als Ruthenium und Palladium gefunden werden. Bis der neue Biodiesel also die herkömmlichen Motoren antreiben kann, dürften noch einige Jahre vergehen.