Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Spurensuche in der Atmosphäre

24.03.2015

Erst seit wenigen Jahren sind halogenierte Kühl- und Schäummittel der 4. Generation im Umlauf. Sie ersetzen langlebige Treibhausgase wie R134a, die in (Auto-)Klimaanlagen, Kühlschränken und in diversen Schäumen verwendet wurden. Nun haben Empa-Forschende erste Messungen zu Verbreitung und Vorkommen dieser neuen Substanzen veröffentlicht. Sie zeigen, dass die neuen Kühlmittel auch bei uns rege genutzt werden – mit steigender Tendenz.

Die neuste Generation halogenierter Kühlmittel ist ein grosser Fortschritt: Die Substanzen zersetzen sich in der Atmosphäre schneller, ihre Lebensdauer ist wesentlich kürzer. Daher tragen sie deutlich weniger zum Treibhauseffekt bei als ihre stabilen Vorgänger.


Die Karte zeigt deutlich eine einzige europäische Emissionsquelle von HFC-1234ze(E) an der Grenze zwischen Belgien und den Niederlanden

Empa


Die Messwerte zeigen bei allen drei neuen Kühl- und Schäummittel eine steigende Tendenz

Empa

Die neuen Substanzen mit Namen wie HFC-1234yf, HFC-1234ze(E) und HCFC-1233zd(E) werden mittlerweile auch vermehrt eingesetzt, wie erste Messergebnisse der Empa auf dem Jungfraujoch und in Dübendorf zeigen. Seit Beginn der Messungen im Jahr 2011 – also zeitgleich mit der Markteinführung der neuen Substanzen – nahm die Zahl der Ereignisse, bei denen diese drei Kühlmittel nachgewiesen werden können, stetig zu. Das lässt darauf schliessen, dass immer mehr Hersteller auf die Verwendung der Kühlmittel der 3. Generation verzichten und auf die neue Generation umsteigen.

Das Team um Empa-Forscher Martin Vollmer hat als erstes die neuste Generation an Kühlmitteln in der Atmosphäre aufgespürt. «Die Kühlmittel der ersten Generation kamen in den 1930er-Jahren auf den Markt. Erst 40 Jahre später begannen Messungen, um die Stoffe in der Luft nachzuweisen. Diese Diskrepanz zwischen Markteinführung und ersten Messungen verringerte sich mit jeder Generation», so Vollmer.

Messung ab Tag 1

Bei den neusten Kältemitteln verfolgen die Forscher die Verbreitung in der Atmosphäre seit deren Markteinführung. Spannend daran: Auf dem Jungfraujoch tauchte die Substanz HFC-1234yf zu Beginn der Messreihe nicht auf. Ein Beweis dafür, dass die Substanz anthropogen ist – also vom Menschen gemacht. «Null-Werte sind nichts Negatives. Im Gegenteil. So können wir nachweisen, dass die Substanzen in der Natur so nicht vorkommen.

Auch das ist eine wichtige Erkenntnis», erklärt Vollmer. Es dauerte zwei Jahre, bis die Konzentrationen der neuen Substanz in der Atmosphäre so hoch waren, dass sie auch auf dem Jungfraujoch nachgewiesen werden konnten. Vollmer sieht in den Untersuchungen ein funktionierendes Frühwarnsystem. Sobald eine neue Substanz auf dem Markt ist, können die Forschenden sie überwachen und genau angeben, ab wann die Stoffe in unserer Atmosphäre erstmals auftauchen – und wie lange sie sich halten. Während beispielsweise die erste Generation von Kühlmitteln Jahrzehnte in unserer Atmosphäre erhalten bleibt (und auch heute noch in Spuren nachgewiesen werden kann), «überleben» die neuen Kühlmittel nur noch wenige Tage bis Wochen, ehe sie sich in der Atmosphäre zersetzen.

Dieser Abbau stellt die Wissenschaft indes vor neue Probleme. Das Kühlmittel HFC-1234yf etwa ist nicht unproblematisch. Zwar zerfällt es an Luft schneller als seine Vorgänger, doch führt sein Abbau zu einem neuen Schadstoff: Trifluoressigsäure, ein extrem stabiles Molekül, das in der Natur nicht weiter abgebaut wird. Es reichert sich in Wasser und Lebewesen an und ist ausserdem für bestimmte Pflanzen, insbesondere bestimmte Algenarten, giftig. Aus atmosphärischer Sicht ist das Problem also gelöst, allerdings könnten nun verschiedene Ökosysteme vor neuen Herausforderungen stehen– und somit auch die Forschung. Für diese wird es immer wichtiger, nicht mehr nur die Halbwertszeit der neuen Substanzen in der Atmosphäre zu beachten, sondern auch die Auswirkungen ihrer Abbauprodukte.

Moleküle aus aller Welt

Die Messungen und Modellierungen aus der Schweiz zeigen jedoch nicht nur, ob und in welchem Umfang gewisse Stoffe in der Region vorhanden sind, sondern auch, woher sie stammen. Im Falle des Schäummittels HFC-1234ze liegt das «Epizentrum» der Emissionen an der Grenze zwischen Belgien und den Niederlanden. Dies haben die Forschenden der Empa durch ihre Daten im Abgleich mit meteorologischen Strömungsdaten ermittelt.

Weitere Informationen:

http://www.empa.ch/plugin/template/empa/3/156840/---/l=1

Cornelia Zogg | EMPA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas
20.04.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Von GeoFlow zu AtmoFlow
20.04.2018 | Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics