David Graf, M.Sc.

Hintergrund und Motivation

Der von fossilen Kraftstoffen getriebene Individual- und Lastverkehr trägt durch den Ausstoß von CO₂ wesentlich zum Klimawandel bei. Mit der bioliq®-Anlage verfügt das KIT über ein technisches Verfahren zur Produktion sogenannter reFuel-Kraftstoffe aus Reststroh oder anderer biostämmiger organischer „Abfälle“ im großen Maßstab (ca. 50 l/h). Hierfür wird ein innovativer mehrstufiger Methanol to Gasoline (MtG) Prozess eingesetzt. Um die produzierten synthetischen Kraftstoffe in realistischen Szenarien zu erproben, wurde das Projekt „reFuels – Kraftstoffe neu denken“ ins Leben gerufen. Teil des Projekts ist die Erforschung des Einflusses der synthetischen Kraftstoffe auf bestehende Motoren sowie auf die Funktion einzelner Teile bis hin zum gesamten Fahrzeug. Weiter soll untersucht werden wie für derartige Kraftstoffe eine breite Akzeptanz in der Bevölkerung geschaffen werden kann. Ein entscheidender Unterschied des bioliq®-Benzins gegenüber konventionellen Kraftstoffen liegt in dem hohen Aromatengehalt (>70 %). Neben klaren Vorteilen wie einer hohen Klopffestigkeit bringen diese Aromaten auch Nachteile mit sich. Zu nennen sind vor allem erhöhte Emissionen (> C9-Aromaten) bei der motorischen Verbrennung und hohe Kristallisationstemperaturen bei schweren und sym­metrischen Aromaten wie 1,2,4,5-Tetramethylbenzol (Durol). Um diesen Nachteilen entgegen­zuwirken und eine volle Ausnutzung des Einsatzstoffes zu ermöglichen, wird die anfallende Schwerfraktion in einem nachfolgenden Aufarbeitungsschritt (hydroprocessing) entsprechend der Norm (DIN EN 228) modifiziert.

Aufgabenstellung

Das Thema „Methodische Untersuchung petrochemisch relevanter Parameter von bioliq®-Kraftstoffen mittels FT-IR-Spektroskopie“ ist die experimentelle, labortechnische Untersuchung der hergestellten Kraftstoffe mit Hilfe von FT-IR-Spektroskopie, die u.a. als petrochemische Methode zur Bestimmung von physikalisch-chemischen Eigenschaften von Kraftstoffen, insbesondere von Kennzahlen (ROZ, MOZ u.a.) Einsatz findet. Folgende Aufgaben sind im Zuge der Arbeit zu erbringen:

- Literaturrecherche zum Stand der Technik

- Selbständiges Einarbeiten in PAC-Optifuel FT-IR Spektrometer im bioliq®-Labor (KIT Nord-Campus)

- Vermessung bereitgestellter bioliq®-Kraftstoffe

- Auswertung und Validierung der Ergebnisse mit Hilfe von zertifizierten externen Laborergebnissen

- Diskussion mit dem Ziel der Weiterentwicklung der FT-IR-Methode für bioliq®-spezifische Kraftstoffe

- Schriftliche Zusammenfassung der Ergebnisse

Bei der Ausführung der Arbeit sind die „Grundzüge wissenschaftlichen Arbeitens“ des EBI ceb zu beachten. Die Ergebnisse sind geeignet darzustellen und ausführlich zu dokumentieren. Die Arbeit ist im Rahmen eines Vortrags im „Brennstofftechnischen Seminar“ des Engler-Bunte-Instituts, EBI ceb vorzustellen.