Rußfalle mit Umweltpreis des BDI ausgezeichnet

Am 20. Juni 2006 verlieh der Bundesverband der Deutschen Industrie den Umweltpreis in der Kategorie „umweltverträgliche Produkte“ an die MAN Nutzfahrzeuge AG und die EMITEC GmbH. Der neuartige Dieselpartikelfilter verringert den Ausstoß von Rußfeinstaub aus dem Abgas von Nutzfahrzeug-Dieselmotoren um bis zu 90 Prozent, indem er die Rußpartikel kontinuierlich verbrennt. Das offene Filterkonzept kommt im Unterschied zu bisherigen Dieselfiltern ohne zusätzliches Additiv aus und ist vollkommen wartungsfrei. Der Dieselpartikelfilter ist inzwischen serienmäßig in LKW und Bussen im Einsatz.

Die Grundlagen für die neuartige Behandlung der Rußpartikel lieferten Wissenschaftler des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft. Sie stellten fest, dass die Partikel moderner Nutzfahrzeugmotoren gänzlich anders aufgebaut sind als bisher allgemein angenommen. Unter dem hochauflösenden Transmissions-Elektronenmikroskop des Instituts, einem der leistungsfähigsten Geräte weltweit, konnten Struktur und Reaktivität der Teilchen bis hinunter auf die atomare Ebene aufgeklärt werden.

Typische Teilchengrößen für den Ruß moderner Dieselmotoren (Euro IV-Norm) liegen im Bereich zwischen fünf und 20 Nanometern (Millionstel Millimetern). Diese lagern sich zu größeren Teilchen von bis zu 500 Nanometern zusammen. Die Rußteilchen haben eine sehr defektreiche, Fulleren-artige Struktur und sind viel reaktiver als der eher Grafit-artige Ruß früherer Motorgenerationen. Ergänzende thermogravimetrische und Infrarot-spektrometrische Untersuchungen zeigten dann den Weg zu einer möglichen Abgasnachbehandlung durch Verbrennen der Rußpartikel im Stickoxidstrom des Abgases.

Aufbauend auf den Erkenntnissen der Grundlagenforscher entwickelten die Ingenieure des Filterherstellers EMITEC und der MAN Nutzfahrzeuge AG ein neuartiges, offenes System, das ohne Regenerierung und ohne Zusatzstoffe auskommt: Die „Rußfalle“ hält die Rußpartikel so lange zurück, bis sie von den Stickoxiden des Abgasstroms zu Kohlendioxid verbrannt worden sind. Der Rußausstoß wird damit um bis zu 90 Prozent vermindert. Inzwischen ist das Produkt als PM-Kat in die Serie eingeführt.

„Entscheidend für die schnelle Umsetzung der Ergebnisse war das exzellente Zusammenspiel zwischen Chemikern, Physikern und Ingenieuren. Das Projekt Rußfalle ist ein gelungenes Beispiel dafür, wie Ergebnisse der Grundlagenforschung schnell und effektiv in die Anwendung einfließen können,“ sagt Prof. Robert Schlögl, Direktor der Abteilung Anorganische Chemie des Fritz-Haber-Instituts.

Partner des von der Bayerischen Forschungsstiftung unterstützten Projekts waren: Fritz-Haber Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Max-Planck Institut für Polymerforschung in Mainz, TU München, MAN Nutzfahrzeuge AG und die Oberland Mangold GmbH.