„Wenn Sie sich Biomasse anschauen, sind 30 Prozent davon Sauerstoff“, sagt Derek Vardon, leitender Forschungsingenieur am NREL. „Wenn wir kluge Methoden finden, um den Sauerstoff in einem Biokraftstoff zur Dieselbeimischung zu erhalten, können wir viel mehr aus der Biomasse herausholen und die Leistung des Kraftstoffs verbessern.“ Denn Sauerstoff verringert die intrinsische Rußneigung des Kraftstoffs beim Verbrennen erheblich.

Die Forscher haben aus Maisstroh abgeleitete, sauerstoffhaltige Moleküle als Ausgangspunkt für eine Reihe potenzieller Brennstoffkandidaten identifiziert. Von hier aus stützten sie sich auf Vorhersagemodelle, um zu bestimmen, welche Moleküle am besten mit herkömmlichem Diesel gemischt und verbessert werden könnten. Die Moleküle wurden dann in Bezug auf die Auswirkungen auf die Gesundheit, die Sicherheit und die Leistung als Kraftstoff gescreent. „Mit dem Ziel, einsatzbereite Biokraftstoffe zu entwickeln, die mit unserer vorhandenen Infrastruktur zusammenarbeiten“, sagt Vardon.

Da es eine Vielzahl von Regeln und Vorschriften gibt, die ein Kraftstoff erfüllen muss, mussten die Forscher vielversprechende Moleküle eliminieren. Während dieses Prozesses wurde klar, welche Moleküle erfolgreiche Biokraftstoff zur Dieselbeimischung sein könnten. Dabei stellte sich das Molekül 4-Butoxyheptan als guter Kandidat heraus. 4-Butoxyheptan kann zu 20 bis 30 Prozent in Dieselkraftstoff eingemischt werden. Erste Ergebnisse legen nahe, dass die Beimischung die Zündqualität verbessert und die Rußbildung verringert. Auch sinkt der Kraftstoffverbrauch des Basisdiesels bei diesen Mischungswerten. Weitere Forschungsarbeiten müssen zeigen, wie sich der Biokraftstoff zur Dieselbeimischung in einem Motor verhält und wie die Herstellung des Kraftstoffs in einem integrierten Prozess direkt aus Biomasse erfolgen kann.

Eine Wirtschaftlichkeits- und Lebenszyklusanalyse ergab, dass der neue Kraftstoff mit Diesel gemischt kostengünstig sein kann und zu erheblichen Treibhausgasreduzierungen führt. Dazu muss das Verfahren aber das hochwertige Nebenprodukt Adipinsäure liefern, das bei der Herstellung von Nylon verwendet wird.

17.12.2019 | Quelle: NREL | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH