Benzin ohne Sauerstoff verbrennen?
Hallo!
1.) Braucht man für die Verbrennung von Benzin im Automotor ausgerechnet O2 als Oxidationsmittel um Energie freizusetzen oder kann man auch etwas anderes vielleicht sogar effizienteres beimischen und anzünden?
2.) Und reagieren beim Zünden nur die O2 Moleküle in der Luft oder komme auch ungewollte Nebenreaktionen vor wegen Stickstofg oder so? Wäre es effizienter 100% O2 technisch beizumischen?
Lg
10 Antworten
Man kann grundsätzlich einen O₂-Tank im Auto haben und den Motor mit einem O₂/Luft-Gemisch betreiben. Das macht man vor allem, wenn es in der Luft zu wenig Sauerstoff gibt, also in großer Höhe (Gebirgsstraßen über 5000 m).
Theoretisch sollte es auch möglich sein, ein ganz anderes Oxidationsmittel zu verwenden, z.B. NO₂, Cl₂, F₂, O₃. Diese Oxidationsmittel sind jedoch schwer handzuhaben und korrosiv, brauchen also Motoren mit spezieller Bauart. Cl₂ hat dabei nur Nachteile (liefert weniger Energie als O₂, sehr korrosiv), lohnt sich also vermutlich nie. F₂ und O₃ sind haarsträubend gefährlich, aber es gab IMHO wirklich Raketenmotoren mit NO₂ als Oxidationsmittel.
Stimmt, die Autoscheiben von denen, die so einem CH₄/F₂-Vehikel hinterherfahren, werden bald blind sein.
aber es gab IMHO wirklich Raketenmotoren mit NO₂ als Oxidationsmittel.
SpaceshipOne und SpaceshipTwo von Scaled Composites flogen mit Distickstoffmonoxid (N₂O) als Oxidationsmittel.
Danke, das wußte ich nicht. Ich meinte allerdings den Treibstoff aus NO₂ (Oxidationsmittel) und (CH₃)₂NNH₂ (Reduktionsmittel), wie er z.B. in der russischen Proton K verwendet wurde.
Ohne Sauerstoff wäre des keine Verbrennung als solche sondern eine andere chemische Reaktion. Ob dabei Energie erzeugt wird, ist eine andere Frage.
Zu 1: Man kann theoretisch auch mit anderen Oxidationsmitteln als reinem Sauerstoff arbeiten. Sowas gibt es ja sogar, zum Beispiel die Lachgaseinspritzung, wo Lachgas (Distickstoffmonoxid, das Zeug aus der Sprühsahne) in den Motor eingespritzt wird und den Kraftstoff oxidiert. Macht man soweit ich weiß bei manchen Rennmotoren, über die Effektivität kann ich so nichts sagen.
Zu 2: Klar kommt es zu ungewollten Nebenreaktionen, genau wegen dem enthaltenen Stickstoff. Das ist ja eben das Problem, insbesondere bei Dieselmotoren, dass dadurch der Stickstoff oxidiert wird und unerwünschte Stickoxide gebildet werden, die im Moment immer in den Medien kommen.
1) theoretisch steht die ganze Welt der Oxidationsmittel offen. In der Praxis aber nicht, denn:
a) Sauerstoff ist überall verfügbar. Du musst ihn nicht mitnehmen, einlagern, produzieren oder sonst etwas, sondern du saugst einfach Luft an. Jeden anderen Oxidator müsstest du produzieren, was Energie kostet, und mitschleppen.
b) es ist ne sehr gute Sache, dass bei der vollständigen Verbrennung von Benzin nur Wasser und CO2 entstehen. Das Wasser juckt eh nicht, das CO2 wirkt nur ein Bisschen als Treibhausgas. Nimm als Vergleich einfach mal ein paar gängige Oxidationsmittel und gucke, was dann aus dem Auspuff käme... Alles giftiger.
zu 2): Es ist eigentlich jedem bekannt, dass ne sauerstoffangereicherte Atmosphäre sehr brandfördernd wirkt. Es hat so seinen Grund, dass Sauerstoffflaschen niemals mit frisch eingecremten Händen bedient werden dürfen... Deswegen ist in Stuttgart mal ein Rettungshubschrauber verbrannt. Unter 100% Sauerstoff können sich Stoffe von selbst entzünden (weil die Raumtemperatur ausreicht), die du sonst nur schwer mitm Feuerzeug entzündet bekommst.
Ergo: Jawohl, unter 100% Sauerstoff würde dein Benzin sehr viel besser brennen. Die Frage ist: Ist es diese bessere Verbrennung wert, sich den Energieaufwand zur Anreicherung des Sauerstoffes zu geben?
Stickstoff ist an sich sehr reaktionsträge. Ich kann mir vorstellen, dass durch die Hitze im Brennraum ein Wenig vom Luftstickstoff mitreagiert, aber in erster Näherung ist das Zeug einfach da und spielt nicht mit.
Schöne Antwort. Allerdings ist die Verbrennung von Benzin in der Praxis nie vollständig. Sonst hätten wir ja auch kein Problem mit Kohlenstoffmonoxid und Stickoxiden und bräuchten keinen Katalysator im Auto.
Das stimmt, leider. Selbst mit Kat ists immernoch nicht vollständig.
es gab mal einen schiespulvermotor... bzw. versuche einen solchen zu bauen, das schiespulver bringt seinen sauerstoff eigendlich mit....
ich meine, bin mir aber nicht sicher, dass die mythbusters mal versucht haben, einen solchen motor zu bauen...
lg, Anna
Also gibt es keine Alternative zum Sauerstoffatom in irgendeiner Form?
Hinzuzufügen wäre noch, dass bei den alternativen Oxidatiosmitteln dann eine sehr viel "interessantere" Abgasmischung hinten raus käme... Je nachdem, was man in welcher Menge wählt, könnte das Vorbeilaufen hinter einem Auto dann zu schweren Verätzungen führen.