Magerverbrennung senkt den Partikelausstoß von Triebwerken um das Tausendfache

Ein Forschungsteam unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat gemessen, wie sich Bauart und Betrieb moderner Triebwerke sowie die Zusammensetzung des Kraftstoffs auf die Partikel im Abgas auswirken. Die Ergebnisse erschienen am 18. September 2026 in der Fachzeitschrift Science Advances. Untersucht wurden Triebwerke des Typs LEAP-1A an einem Airbus A319neo und einem A321neo. Ein Forschungsflugzeug durchflog dabei die frischen Abgasfahnen und zählte Partikel größer als fünf Nanometer sowie gesondert nichtflüchtige Partikel größer als 14 Nanometer.

Science Advances

Drei Größenordnungen Unterschied 

Der deutlichste Befund betrifft die Magerverbrennung. Bei dieser Betriebsart führt die Brennkammer mehr Luft zu, als für die vollständige Verbrennung nötig wäre. Dadurch sinken die Spitzentemperaturen, und es entsteht weniger Ruß. Im Magerbetrieb lag die Zahl der nichtflüchtigen Partikel um drei Größenordnungen niedriger als im erzwungenen fetten Betrieb, also etwa um den Faktor tausend. Daneben zeigte sich, dass Brennkammergeometrie, Betriebszustand und die individuellen Eigenschaften des einzelnen Triebwerks die Emissionen spürbar beeinflussen: Baugleiche Triebwerke lieferten messbar unterschiedliche Werte. 

Kraftstoffchemie wirkt in zwei Richtungen 

Die zweite Erkenntnis betrifft den Kraftstoff. Verglichen wurden konventionelles Jet A-1 und mehrere nachhaltigere Testkraftstoffe, darunter ein aromatenarmer synthetischer Kraftstoff sowie verschiedene Mischungen. Je höher der Wasserstoffanteil im Kraftstoff, desto stärker fiel die Rußbildung ab, und zwar exponentiell. Ein niedriger Schwefelgehalt senkte zusätzlich die Zahl der flüchtigen Partikel, die sich erst beim Abkühlen des Abgases bilden. 

Für die Klimawirkung des Luftverkehrs ergibt sich daraus kein einfacher Zusammenhang. Die Arbeit bestätigt frühere Beobachtungen, wonach Kondensstreifen auch bei sehr niedrigen Rußemissionen noch viele Eiskristalle enthalten. Bei geringem Rußanteil übernehmen offenbar andere Teilchen die Rolle der Kondensationskeime. An der Untersuchung waren neben dem Institut für Physik der Atmosphäre und dem Institut für Verbrennungstechnik des DLR die Johannes Gutenberg-Universität Mainz sowie Airbus und Safran Aircraft Engines beteiligt. 

Quelle: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeg7503  

(Diese Zusammenfassung wurde mithilfe von KI erstellt.)