Robert Klatt
Herkömmliches Benzin ist leicht entzündlich. Ein neuer Treibstoff reagiert nicht auf Flammen und kann nur mit Strom entzündet werden. Dies ermöglicht eine genauer Dosierung des Energieausstoßes und einen Totmannschalter, der die Verbrennung automatisch unterbricht.
Riverside (U.S.A.). Benzin, Diesel und andere herkömmliche Treibstoffe sind leicht entzündlich und können bei der Lagerung oder beim Transport leicht versehentliche Brände auslösen. Forscher der University of California, Riverside (UC Riverside) um Yujie Wang haben deshalb einen innovativen Treibstoff entwickelt, der nicht durch Feuer, sondern nur durch elektrischen Strom entzündet werden kann.
„Der Treibstoff, den wir normalerweise verwenden, ist nicht besonders sicher. Er verdunstet und könnte entflammen, und es ist schwierig, das zu stoppen. Es ist viel einfacher, die Entflammbarkeit unseres Treibstoffs zu kontrollieren und ihn zu löschen, wenn wir die Spannung entfernen.“
Wie Prithwish Biswas erklärt, brennt bei herkömmlichem Treibstoff nicht die Flüssigkeit selbst, sondern die flüchtigen Treibstoffmoleküle, die in Kontakt mit Sauerstoff und einer Flamme geraten. Wird in einem Motor die Sauerstoffzufuhr unterbrochen, erlischt die Flamme. Dies ist außerhalb eines Motors aber kaum zu bewerkstelligen.
„Wenn man ein Streichholz in eine Benzinpfütze wirft, brennt der Dampf des Benzins. Man riecht diesen Dampf und weiß sofort, dass er flüchtig ist. Wenn man den Dampf kontrollieren kann, kann man steuern, ob der Treibstoff brennt.“
Laut der Publikation im Journal of the American Chemical Society ist die Basis des sicheren Treibstoffs eine ionische Flüssigkeit, die ähnliche Eigenschaften wie flüssiges Salz besitzt.
„Es ähnelt dem Salz, das wir zum Würzen von Speisen verwenden, also Natriumchlorid. Das von uns für dieses Projekt verwendete hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als Speisesalz, einen niedrigen Dampfdruck und ist organisch.“
Die Chemieingenieure der UC Riverside haben die Zusammensetzung der Flüssigkeit verändert, indem sie das Chlor durch Perchlorat ausgetauscht haben. Anschließend probierten sie, den Treibstoff mit einem Feuerzeug anzuzünden, was nicht funktionierte. Herkömmliches Benzin hätte sich hingegen bei dem Experimente entzündet. Anschließend setzten die Forscher die Flüssigkeit unter Strom und versuchten erneut, sie mit einem Feuerzeug zu entzünden.
„Sobald wir den Strom abschalteten, war die Flamme weg, und diesen Prozess konnten wir immer wieder wiederholen – Spannung anlegen, Rauch sehen, den Rauch anzünden und dann ausschalten. Wir waren aufgeregt, ein System zu finden, das wir sehr schnell starten und stoppen konnten.“
Durch das Anlegen einer höheren Spannung an die Flüssigkeit entstanden größere Flammen mit mehr Energieausstoß. Laut Michael Zachariah könnte die Methode somit wie ein Drosselsystem in einem Motor funktionieren.
„Man kann die Verbrennung so messen, und das Abschneiden der Spannung funktioniert wie ein Totmannschalter – eine Sicherheitsfunktion, die eine Maschine automatisch abschaltet, wenn der Bediener außer Gefecht gesetzt wird.“
Laut den Autoren kann der sichere Treibstoff theoretisch in jedem Fahrzeug verwendet werden. Vor dem industriellen Einsatz muss er aber noch in unterschiedlichen Motoren erprobt werden, unter anderem, um seine Effizienz zu messen.
Journal of the American Chemical Society, doi: 10.1021/jacs.3c04820
