Entwicklung einer on-bord Sensorik zur Früherkennung von Ablagerungsbildungen in biodieselhaltigen Kraftstoffen

Projektergebnisse bestätigen Entwicklungspotenzial

Berlin, 22. Juli 2021. Der globale Klimawandel wird eine der größten Herausforderung nachfolgender Generationen. In diesem Zusammenhang können Biomasse-basierte Kraftstoff­komponenten einen wichtigen Beitrag zur Verringerung fossiler CO₂ Emissionen im Transport- und Verkehrssektor leisten. Aus Vorgängerprojekten ist bekannt, dass vereinfachte Sensorkonzepte zur Detektion von Kraftstoffparametern genutzt werden können. Ein neuer Entwicklungsschritt beinhaltet nun die Anpassung des Sensors zur Erkennung spezifischer Größen von Rapsölmethylester (RME). Durch detaillierte Kenntnisse der RME-Alterungsprozesse können bei dieser Entwicklung sowohl die sensorischen Parameter weiter verbessert als auch Vorhersagen über nachfolgende Alterungsphänomene des RME Kraftstoffs abgeleitet werden. Dies ist das Ergebnis eines an der Hochschule Coburg durchgeführten und von der Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e. V. (UFOP) geförderten Projektvorhabens.

In dem Projekt „Entwicklung einer on-bord Sensorik zur Früherkennung von Ablagerungsbildungen in biodieselhaltigen Kraftstoffen“ hat die Hochschule Coburg detaillierte Analysen der Alterung von RME und sensorischen Detektion durchgeführt. Die Analysen von thermo-oxidativ gealterten RME-Proben zeigen, dass sich während der Alterung sowohl mehrfach oxidierte RME-Moleküle als auch Verbindungen aus zwei Molekülfragmenten (Dimere) bilden können. Auf Basis dieser Ergebnisse konnten bislang unbekannte Alterungsmechanismen aufgezeigt werden, die es ermöglichen können, die Alterung durch Additivierungen zu verlangsamen oder die auftretenden Alterungsprodukte sensorisch zu detektieren. Mit Bezug auf die Additivierung zeigt die Studie der Hochschule Coburg, dass Additivkombinationen einen positiven Einfluss auf die Verlangsamung der Alterungsprozesse haben können. Mit Bezug auf die Sensorik zeigen die Daten, dass durch die Kombination vereinfachter Messprinzipien ein Sensorprototyp dargestellt und gezielt der Anteil von Methylestern und deren Alterungsgrad des Kraftstoffs bestimmen werden können. Hierdurch ist es möglich, die Ablagerungsneigungen eines Kraftstoffs frühzeitig erkennen und vermeiden zu können. Ein entsprechendes Sensorkonzept könnte in Zukunft sowohl in der Kraftstoff-Lieferkette z.B. an Tankstellen als auch an Fahrzeugen appliziert und untersucht werden. Durch eine frühzeitige Erkennung von Ablagerungsneigungen könnten damit technische Probleme oder Bauteildefekte vermieden werden, so dass ein höherer RME- Anteil im Dieselkraftstoff einen positiven Beitrag zur Verringerung fossiler CO₂ Emissionen im Verkehrssektor bieten könnte.

Auf Basis dieser Ergebnisse könne, so die UFOP, ein Sensorprototyp entwickelt werden, der im Fahrbetrieb getestet wird. Darüber hinaus wäre auch ein Einsatz an der Tankstelle bei der Abgabe des Kraftstoffs denkbar und zu prüfen. Die Förderunion weist darauf hin, dass das im Rahmen dieses Vorhabens entwickelte Prinzip für die Anwendung von Sensorik auf Kraftstoffmischungen, die zukünftig ebenfalls zur Dekarbonisierung des Dieselkraftstoffs beitragen können wie z.B. HVO oder e-Fuels, erweiterbar ist

Für die UFOP war förderbestimmend, dass dieses Projektvorhaben beispielhaft auch das Entwicklungspotenzial von RME im Rahmen der aktuell international verstärkten Initiativen zur Entwicklung neuer regenerativer Kraftstoffe und Antriebe aufzeigt.

Der Endbericht ist als Download verfügbar.