Neues Gerät ermöglicht Fahrern die Überwachung der Emissionen
Vielleicht können wir schon bald die Emissionen unseres Autos während der Fahrt überwachen - dank einer Erfindung von Forschern der Universität Manchester. Wissenschaftler der Fakultät für chemische Verfahrenstechnik und analytische Wissenschaften der Universität Manchester haben ein Gerät entwickelt, das mit Lasern die Kohlendioxid-(CO2), Kohlenmonoxid-(CO) und Methan-(CH4)-Emissionen direkt im Auspuff misst. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts, das im Rahmen der Maßnahme ASSYST (Advanced Laser Sensor Systems for Leading Edge Manufacturing) unter dem Fünften Rahmenprogramm (RP5) der EU kofinanziert wurde, werden in der Fachzeitschrift Applied Optics veröffentlicht. Derzeit erfolgt die Messung von Emissionen, indem die Abgase in einen Kasten gesogen werden, wo sie von mehreren Sensoren gemessen werden. Dieses System, so die Forscher, hat mehrere Nachteile. Es reagiert langsam und die Gase binden sich oft an die Bleiauskleidung des Kastens an. Darüber hinaus ist das System störanfällig. Der neue Nahinfrarot-Diodenlaser hingegen bietet schnellere Ergebnisse und weniger Störungen. Mehr noch: Die Laser und Fotodetektoren in dem Gerät sind überall verfügbar und arbeiten bei Zimmertemperatur. Die Wissenschaftler montierten ihr Gerät in einem Auto auf einem Prüfstand um festzustellen, wie sich die Emissionen bei unterschiedlichen Bedingungen verändern. So konnten die Forscher zum Beispiel erkennen, wie sich die Gaskonzentrationen unter Laborbedingungen beim Einschalten des Motors verändern: Die CO2-Konzentration steigt steil an und ebbt nach einigen Sekunden ab und die CO-Emissionen sind bei Anschalten des Motors am höchsten und fallen dann wieder. Auch die Methankonzentration ist am höchsten, wenn der Motor gestartet wird, und sinkt dann schnell. Die Forscher haben ähnliche Informationen für andere Variablen gesammelt, zum Beispiel, wenn die Menge an Luft und Kraftstoff, die in den Motor eingeleitet wird, erhöht oder gesenkt wird. "Wir waren die ersten, die diese Art von Nah-IR-Diodenlasersensor direkt im Auspuff eines feststehenden Verbrennungsmotors zur Messung von Emissionen eingesetzt haben", so Dr. Philip Martin, einer der Autoren des Artikels. Aber die Forscher haben ihre Erfindung nicht nur unter Laborbedingungen getestet, sondern auch in der realen Welt: Sie haben damit die Abgasemissionen vorbeifahrender Autos gemessen. "Erst jetzt werden Komponenten verfügbar", so Dr. Martin, "die hochsensibel und gleichzeitig robust genug sind, um unseren Ansatz auch in die Praxis umzusetzen. Wir haben bereits eine batteriebetriebene externe Einheit mit derselben Technologie und mit stabilen und robusten Telekommunikationskomponenten gebaut." Der Erfolg dieser Tests veranlasste die Forscher, auch die Möglichkeiten eines Bordsystems auszuloten. "Dank solcher Fortschritte ist ein flexibles motorseitiges Onboard-Diagnose-System für Kontrollzwecke möglich geworden", schreiben die Forscher. "Die Abhängigkeit der Emissionen von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs erleichtert auch die Analyse von Fernmessungen von Emissionen." Derzeit verfügt das Gerät über zwei Laser, die mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten: Ein Laser entdeckt Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, der andere Methan. Als nächsten wollen die Forscher weitere Laser in das Gerät einbauen, um andere wichtige Schadstoffe zu messen, zum Beispiel Stickoxid, Stickstoffdioxid und bestimmte Kohlenwasserstoffe.
Länder
Vereinigtes Königreich