Effektivere Dieselpartikelfilter zum Schutz der Gesundheit

Forschungsvorhaben im Fachbereich Werkstofftechnik Glas und Keramik der FH Koblenz wird vom BMBF mit 190.000 Mark gefördert

Wer kennt nicht den Geruch, den ein Dieselfahrzeug verströmt, das vor uns an der roten Ampel steht? Dabei ist es weniger der Geruch sondern mehr der Dieselruß an sich, der gesundheitliche Probleme hervorrufen kann. Spezielle Filter im Motor sollen hier Abhilfe schaffen. Prof. Dr. Jochen Kriegesmann vom Fachbereich Werkstofftechnik Glas und Keramik der Fachhochschule Koblenz arbeitet derzeit an einer Verbesserung dieser sog. Dieselpartikelfilter – eine Forschungsarbeit, die dem Bundesministerium für Bildung und Forschung immerhin 190.000 Mark an Fördergeldern wert ist.

Der Dieselruß, der bei der Verbrennung von Kraftstoff im Motor entsteht, besteht aus Teilchen, die kleiner sind als ein Mikrometer. Diese Partikel dringen beim Einatmen sehr tief in die Lungen ein und zumindest einige von ihnen erzeugen erwiesenermaßen Krebs. Seit Anfang 2001 baut die französische Firma PSA (Peugeot, Citroen) einen Dieselmotor mit Partikelfilter. Diese Filter bestehen aus „rekristallisiertem Siliciumcarbid“ (RSiC), einem keramischen Werkstoff mit Kanalporen und Halbleitereigenschaften. Beim Betrieb des Fahrzeugs sammeln sich die Rußpartikel im Filter. Durch einen kurzen Stromstoß können die Teilchen verbrannt und damit vernichtet werden.

Nach Einschätzung von Dr.-Ing. Jochen Kriegesmann, Professor im Fachbereich Werkstofftechnik Glas und Keramik der FH Koblenz in Höhr-Grenzhausen, sind die gegenwärtigen Filter mit Porengrößen von etwa 20 Mikrometern zu grob und damit zu wenig effektiv. In seinem Forschungsvorhaben, das er beim Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) angemeldet hat, schlägt er vor, die Effektivität der Dieselpartikelfilter durch zwei Maßnahmen zu verbessern: Die erste Maßnahme sieht vor, die Filter nach dem Prinzip einer „asymmetrischen Membran“ (Bild 1) zu gestalten, bei der auf der Eingangsseite des Filters relativ grobe Poren vorliegen, so dass die Partikel sehr leicht in den Filter gelangen können, aber auf der Ausgangsseite stecken bleiben, da die Filter hier sehr feinporig sind. Prof. Dr. Kriegesmann glaubt, die technologischen Voraussetzungen für Herstellung einer RSiC-Keramik mit einer solchen gradierten Struktur zu kennen. Die zweite Maßnahme betrifft die Reduzierung der Porengröße. Kriegesmann hat mit seiner Arbeitsgruppe schon RSiC-Keramiken hergestellt, die eine maximale Porengröße von nur 5 Mikrometer aufwiesen (Bild 2).

Auf Basis des vorhandenen Know-hows konnte Prof. Dr. Jochen Kriegesmann die Gutachter beim BMBF davon überzeugen, dass sein Forschungsvorhaben dazu beiträgt, in Zukunft bessere Dieselpartikelfilter herzustellen. Sie befürworteten die Bewilligung der Forschungsmittel in Höhe von 190.000 Mark für einen Zeitraum von eineinhalb Jahren.