Wetenschap

Keramiek voorkomt roetwolken dieselmotor

Ir. Coen van Gulijk (Technische Natuurwetenschappen) heeft een keramisch filter ontwikkeld die het roet uit de verbrandingsgassen van een dieselmotor haalt. Het filter is zo gemaakt dat de motor niet kan afslaan.

Hoewel ze niet meer zoals vroeger zwarte rookpluimen achterlaten, spuwen hedendaagse dieselmotoren nog steeds grote hoeveelheden roetdeeltjes uit, zo klein dat ze niet meer opvallen. Om deze voor de mens schadelijke stoffen – ze beschadigen de luchtwegen en veroorzaken mogelijk kanker – terug te dringen, komt Van Gulijk met een nieuw filterconcept: de turbulent precipitator. Het overgrote deel van de roetdeeltjes in de uitlaatgassen wordt hiermee gefilterd. Door een uitgekiend ontwerp bespaart het keramische filter brandstof en kan het moeilijk verstopt raken. Zo slaat de motor niet af, iets wat bij andere roetfilters regelmatig voorkomt.

De promovendus ontwikkelde en testte het filter bij het laboratorium van industriële katalyse van TNW. Een 930 cc tweecilinder Liter Petter dieselmotor fungeerde als proefkonijn. ,,Het filter laat bijna geen roetdeeltjes door wanneer het in de uitlaat wordt geplaatst. Drie of zes achter elkaar geplaatste keramische schuimplaten doen het vuile werk. Nadat de roetdeeltjes neerslaan in deze ‘sponzen’ hebben ze tijd om te oxideren bij de hoge temperatuur”, vertelt Van Gulijk. De doorstroming van gassen kan volgens hem niet worden onderbroken, omdat er een ‘bypass’ is ingebouwd: in elke schuimplaat zit een gat met een diameter van een halve centimeter. Deze gaten zijn zo groot dat ze niet verstopt kunnen raken met roet- of metaaldeeltjes. ,,Het verlies aan filterend vermogen door de bypass wordt gecompenseerd door de drie- of zesvoudige filtering”, zegt Van Gulijk.

Het filter is een verbetering van het reeds ontwikkelde filter met een enkele keramische plaat en het steekt ook gunstig af tegen het monolietfilter, dat wel verstopt kan raken. Dit filter bestaat uit dunne en poreuze keramische wanden en wordt gebruikt in de Peugeot 806, op het moment de enige auto die standaard wordt uitgerust met een roetfilter. Volgens Van Gulijk zal het keramische filter ongeveer evenveel gaan kosten als het monolietfilter. Een minpuntje van het keramische filter is dat het wat meer ruimte in beslag neemt dan de andere filters. Van Gulijk ziet dan ook vooral mogelijkheden voor de grotere vrachtwagen- en scheepsmotoren. Ook denkt hij aan dieselmotoren die dienen als elektriciteitsgenerator.

,,Tot nu toe stond de industrie afwachtend tegenover de toepassing van dieselroetfilters. Dat gaat veranderen”, zegt Van Gulijk. In 2004 verscherpt de EU haar wetgeving betreffende de uitstoot van schadelijke stoffen door dieselmotoren.

De sectie industriële katalyse zal onder leiding van dr. Michiel Makkee verder werken aan een prototype van het keramische filter dat direct toepasbaar is in een scheeps- auto- of vrachtwagenmotor. Scheepsmotorenfabrikant Stork Wärtsilä zal aan het project gaandeelnemen. (HB)

Hoewel ze niet meer zoals vroeger zwarte rookpluimen achterlaten, spuwen hedendaagse dieselmotoren nog steeds grote hoeveelheden roetdeeltjes uit, zo klein dat ze niet meer opvallen. Om deze voor de mens schadelijke stoffen – ze beschadigen de luchtwegen en veroorzaken mogelijk kanker – terug te dringen, komt Van Gulijk met een nieuw filterconcept: de turbulent precipitator. Het overgrote deel van de roetdeeltjes in de uitlaatgassen wordt hiermee gefilterd. Door een uitgekiend ontwerp bespaart het keramische filter brandstof en kan het moeilijk verstopt raken. Zo slaat de motor niet af, iets wat bij andere roetfilters regelmatig voorkomt.

De promovendus ontwikkelde en testte het filter bij het laboratorium van industriële katalyse van TNW. Een 930 cc tweecilinder Liter Petter dieselmotor fungeerde als proefkonijn. ,,Het filter laat bijna geen roetdeeltjes door wanneer het in de uitlaat wordt geplaatst. Drie of zes achter elkaar geplaatste keramische schuimplaten doen het vuile werk. Nadat de roetdeeltjes neerslaan in deze ‘sponzen’ hebben ze tijd om te oxideren bij de hoge temperatuur”, vertelt Van Gulijk. De doorstroming van gassen kan volgens hem niet worden onderbroken, omdat er een ‘bypass’ is ingebouwd: in elke schuimplaat zit een gat met een diameter van een halve centimeter. Deze gaten zijn zo groot dat ze niet verstopt kunnen raken met roet- of metaaldeeltjes. ,,Het verlies aan filterend vermogen door de bypass wordt gecompenseerd door de drie- of zesvoudige filtering”, zegt Van Gulijk.

Het filter is een verbetering van het reeds ontwikkelde filter met een enkele keramische plaat en het steekt ook gunstig af tegen het monolietfilter, dat wel verstopt kan raken. Dit filter bestaat uit dunne en poreuze keramische wanden en wordt gebruikt in de Peugeot 806, op het moment de enige auto die standaard wordt uitgerust met een roetfilter. Volgens Van Gulijk zal het keramische filter ongeveer evenveel gaan kosten als het monolietfilter. Een minpuntje van het keramische filter is dat het wat meer ruimte in beslag neemt dan de andere filters. Van Gulijk ziet dan ook vooral mogelijkheden voor de grotere vrachtwagen- en scheepsmotoren. Ook denkt hij aan dieselmotoren die dienen als elektriciteitsgenerator.

,,Tot nu toe stond de industrie afwachtend tegenover de toepassing van dieselroetfilters. Dat gaat veranderen”, zegt Van Gulijk. In 2004 verscherpt de EU haar wetgeving betreffende de uitstoot van schadelijke stoffen door dieselmotoren.

De sectie industriële katalyse zal onder leiding van dr. Michiel Makkee verder werken aan een prototype van het keramische filter dat direct toepasbaar is in een scheeps- auto- of vrachtwagenmotor. Scheepsmotorenfabrikant Stork Wärtsilä zal aan het project gaandeelnemen. (HB)

Redacteur Redactie

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.