TU Graz startet NExT
Emissionen durch Abriebpartikel im Blickfeld
Die TU Graz startet das Leadprojekt »NExT«, um Abrieb-Emissionen von Reifen, Bremsen und Fahrbahnen zu erforschen und zu reduzieren. In den nächsten drei Jahren entwickeln interdisziplinäre Teams standardisierte Testverfahren und technische Lösungen zur Emissionsminderung.
Abriebpartikel von Reifen, Bremsen und Fahrbahn sind mittlerweile für den Großteil der verkehrsbedingten Feinstaub- und Mikroplastikbelastung verantwortlich. Wenn 2030 EU-weit strengere Luftgütegrenzwerte in Kraft treten, werden diese, ohne eine Reduktion der Abrieb-Emissionen kaum einzuhalten sein. Im Rahmen des neuen Leadprojekts »NExT - Non-Exhaust Emission Topics« erarbeiten Forschende der TU Graz in den kommenden drei Jahren die notwendigen Grundlagen für die verlässliche Bewertung und effektive Reduzierung von Abrieb-Emissionen. Dafür erforschen interdisziplinäre Teams von fünf Instituten unter der Projektleitung von Cornelia Lex und Stefan Hausberger die Entstehung von Reifen-, Bremsen-, Fahrbahn- und Schienenabriebpartikeln. Sie entwickeln dabei standardisierte, realistische Testverfahren für verschiedene Fahrzeugklassen und -komponenten sowie technische Lösungen, mit denen sich Emissionen maßgeblich reduzieren lassen.
Entscheidender Beitrag zur Reduktion von Nichtabgasemissionen
Die TU Graz fördert das Leadprojekt NExT, an dem 25 Forschende sowie sechs Labor- und Prüfstandsmitarbeitende beteiligt sein werden, mit knapp 1,9 Millionen Euro. »Die Leadprojekte sind eng verknüpft mit den Fields of Expertise der TU Graz, in denen Forschende verschiedener Disziplinen gemeinsam an drängenden Themen unserer Zeit arbeiten. Nachhaltige Mobilität ist dabei ein zentraler Forschungsschwerpunkt, den wir mit dieser hohen Projektförderung weiter stärken«, sagt Andrea Höglinger, Vizerektorin für Forschung der TU Graz. »Die zu erwartenden Ergebnisse des Leadprojekts NExT ermöglichen neue Impulse im Bereich der Grundlagenforschung, die dazu beitragen werden, die verkehrsbedingten Emissionen weiter zu reduzieren.«
Noch kein Standard-Verfahren zur Ermittlung des Fahrbahnabriebs
Die Forschenden entwickeln Testmethoden, mit denen sowohl feste als auch flüchtige Abrieb-Emissionen vollständig aufgefangen und damit messbar gemacht werden. Nur so wird eine Bewertung der Emissionen im realen Straßen- und Schienenverkehr überhaupt möglich. Bislang gibt es noch kein Standard-Verfahren zur Ermittlung des Fahrbahnabriebs, und auch der Reifenabrieb wird lediglich aus dem Gewichtsverlust der Pneus im Verhältnis zur gefahrenen Strecke berechnet. »Welche und wie viele gesundheitsgefährdende ultrafeine Partikel dabei entstehen, wird nicht erfasst«, sagt Co-Projektleiterin Cornelia Lex. »Wir sehen daher die Gefahr, dass Hersteller ihre Reifen lediglich in Hinblick auf den Masseverlust optimieren, dies aber möglicherweise mit einer Zunahme von ultrafeinen Abriebpartikeln oder der Verwendung umweltschädlicher Bestandteile einhergeht.«
Entwicklung hochsensibler Sensoren
»Um auch feinste Partikel bis zu einer Größe von 2,5 Nanometern zu messen und zu klassifizieren, werden wir hochsensible Sensoren und Untersuchungsmethoden entwickeln, mit denen wir neben der Anzahl und Größe der Abriebpartikel auch deren Morphologie und chemische Zusammensetzung genau bestimmen können«, sagt Co-Projektleiter Stefan Hausberger. Diese Erkenntnisse dienen als Grundlage für die Entwicklung technischer Lösungen, mit denen sich die Emissionen reduzieren lassen.
Besonders wichtig ist dabei, dass die Messergebnisse auf den realen Fahrbetrieb übertragbar sind. Dafür werden die Forschenden Simulationsmodelle weiterentwickeln und durch reale Test- und Messfahrten validieren, bei denen sie auch den Einfluss verschiedener Fahrstile und Straßenverhältnisse berücksichtigen. Neben dem Straßen- wird auch der Schienenverkehr untersucht, der ebenfalls einen bedeutenden Anteil der Nichtabgasemissionen versursacht.
Am Lead-Projekt NExT beteiligte Institute der TU Graz:
- Institut für Thermodynamik und Nachhaltige Antriebssysteme
- Institut für Fahrzeugtechnik
- Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik
- Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik
- Institut für Betriebsfestigkeit und Schienenfahrzeugtechnik
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