Mikroemulsionen mit ionischen Tensiden als alternative Kraftstoffe

Klaus Rottländer, 2007

Fein verteiltes Wasser in Kraftstoffen wie Diesel, Pflanzenöl oder Biodiesel reduziert den Schadstoffausstoß bei Dieselmotoren zum Teil erheblich. Stand der Technik sind Kraftstoff-Emulsionen, deren Produktion einen hohen Energieaufwand benötigt und kostenintensiv ist. Koagulation, Oswaldreifung und Sedimentation führen über kurz oder lang zu Phasenseparation in eine wasserreiche und eine kraftstoffreiche Phase. Langzeitstabilität, Kosteneffektivität und Temperaturstabilität sind jedoch Grundvoraussetzungen für einen erfolgreichen Einsatz wasserhaltiger Kraftstoffe. Mikroemulsionen erfüllen per se diese Vorraussetzungen und erlauben darüber hinaus die Solubilisierung eines frei wählbaren Wasseranteils. Temperaturinvariante und effiziente Mikroemulsionen des Typs Wasser/Additiv - Kraftstoff - Tensid wurden unter Verwendung von effizienten und kostengünstigen Fettsäuren und deren Salzen formuliert. Aufgrund der in bikontinuierlichen Mikroemulsionen vorliegenden interpenetrierenden Wasser- und Öldomänen, sind Wasser und Kraftstoff optimal ineinander dispergiert. Diese Tatsache wirkt sich positiv auf den Verbrennungsprozess aus. Messungen an einem Motorenprüfstand der Fachhochschule Trier zeigten eine Reduktion des Rußausstoßs von bis zu 97%, sowie eine Reduktion des NOx Ausstoßes von bis zu 80% bei einer Steigerung der Effizienz der Verbrennung um bis zu 7%. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ebenfalls das Phasenverhalten einschwänziger ionischer Tenside charakterisiert. Mikroemulsionen des Typs Wasser/Salz ? Öl ? anionisches und/oder kationisches Tensid wurden erstmals ohne Cotensid formuliert.