Synthetische brandstoffen zijn bedoeld om de klimaatvoetafdruk van conventionele aandrijvingen aanzienlijk te verbeteren. Nieuwe resultaten van materiaalonderzoek bij Freudenberg Sealing Technologies laten nu zien welke invloed de OME, die wordt besproken als dieselvervanger, heeft op de langetermijnstabiliteit van afdichtingen. Daarom zijn afdichtingen op basis van het al wijdverspreide materiaal fluorrubber (FKM) in principe ook geschikt voor hernieuwbare brandstoffen. Maar er zijn verrassend grote verschillen tussen de afzonderlijke FKM-typen.

Om de CO2-emissies van het wegverkeer te verminderen, vertrouwt de automobielindustrie niet alleen op elektrische aandrijvingen. Zelfs conventionele verbrandingsmotoren zouden klimaatvriendelijker moeten worden door het gebruik van synthetische brandstoffen. Dit zijn vloeibare of gasvormige brandstoffen die niet worden geproduceerd op basis van fossiele ruwe olie, maar met behulp van zonne- en windenergie uit kolen en waterstof. Ze kunnen worden gemengd met conventioneel geproduceerde brandstoffen om de CO2-emissies onmiddellijk te verminderen, op voorwaarde dat de gebruikte koolstof eerder uit de lucht is gehaald of is teruggewonnen uit onvermijdelijke industriële emissies. Tot dusverre is er echter weinig ervaring met de invloed van nieuwe brandstoffen op de stabiliteit van afdichtingen op lange termijn in brandstofsystemen.  

Voor het eerst getest afdichtingsgedrag

In uitgebreide tests heeft de leverancier Freudenberg Sealing Technologies nu voor het eerst het gedrag onderzocht van afdichtingsmaterialen die al lang zijn blootgesteld aan OME ("oxymethyleenethers"), een van de meest besproken synthetische brandstoffen. De testbrandstoffen bestonden uit een standaard diesel gemengd met OME in concentraties variërend van 10 tot 30% volumefractie. Verdere experimenten werden gedaan met pure OME en als een referentie met 100% fossiele diesel.

werd gemeten, het volume expansie en de verandering van de mechanische sterkte van verschillende afdichtmaterialen, namelijk FKM verschillende fluorgehalte, FFKM, NBR en EPDM, die waren opgeslagen normen gedurende 168 uur bij een temperatuur van 125 ° C in de testmedia. Met individuele brandstofcombinaties blootstelling tests werden ook meer dan een periode van 1000 uur op de lange termijn effecten te bestuderen uitgevoerd. Hoe sterker het materiaal zwelt gedurende deze tijd, hoe meer de weerstand, die bijzonder duidelijk in een afname van de rek bij breuk merkbaar afneemt wordt.

Beschermend schild voor het basismateriaal

Waarom de expert houdt zich bezig met de evaluatie van deze nieuwe brandstof systeem gelijk aan een relatief dure polymeer zoals FKM? Dr. Boris draver, hoofd van de algehele ontwikkeling van materialen Freudenberg Sealing Technologies, verklaart de selectie zoals "fluoratomen zijn veel groter dan koolstofatomen en aldus een soort beschermend schild voor het basismateriaal van de afdichting. Bovendien, fluor koolstofverbindingen symmetrisch hoge mate, waardoor de lading geeft neutraliseren. Namelijk dat we hebben gezien, heeft overeenkomsten met een koekenpan on roll off van zowel water en vet. "Toegepast op de brandstof, betekent dit dat niet alleen niet-polaire componenten zoals koolwaterstoffen, maar ook polaire stoffen zoals water en ether afgeschermd en dus alleen maar leiden tot een lichte zwelling.

De resultaten verrasten zelfs de ervaren materiaalspecialisten: Pure OME resulteerde in bijna alle geteste afdichtingsmaterialen in een volumevergroting die ver boven de gebruikelijke zwellingswaarden lag. Verrassend was het beeld dat naar voren kwam in de FKM-mengsels. Men zou verwachten dat met een toenemend fluorgehalte de volumezwelling vermindert. Maar dat was niet het geval, dus de volumevergroting is niet lineair met het fluorgehalte. Deze anomalie is te wijten aan de correlatie met het waterstofgehalte in het FKM-type: een hoog waterstofgehalte leidt ook tot hoge zwellingswaarden. Als gevolg hiervan had de perfluorrubber (FFKM), die ook werd getest, zeer goede waarden, maar dit is aanzienlijk duurder. In zuivere OME vertoont ook een EPDM-lage zwelling.

De brandstofkwaliteit kan variëren

Daarnaast is de testreeks bleek dat tot 30% volumefractie alle geteste FKM materialen met een OME mengsel zwellen tot een veel lager niveau. Achter Trotter een positieve boodschap ziet: "We kunnen een bepaald deel van de fossiele diesel onmiddellijk te vervangen door OME met de huidige beschikbare materialen" Op hetzelfde moment, de expert waarschuwt: "Onze ervaring leert dat - vooral buiten Europa - de werkelijke kwaliteit brandstof wordt niet gecontroleerd door toevoegingen kan sterk variëren. Daarom is de keuze van de sluiting materialen moet altijd worden uitgevoerd in samenwerking met specialisten. "

Al meer dan een decennium voert de zeehondenspecialist testseries uit om te onderzoeken hoe fluctuerende brandstofsamenstellingen de afdichtingsmaterialen beïnvloeden. In onze eigen laboratoria werd het zwelgedrag onderzocht in sojamethylesters en gehydrogeneerde plantaardige oliën. Daarnaast hebben de onderzoekers een eigen testbankconcept ontwikkeld, waarmee de doorlatendheid van de brandstoffen kan worden onderzocht door het afdichtingsmateriaal dat langdurig aan een bepaalde brandstof wordt blootgesteld. Daarbij werd het deuropener-effect waargenomen dat kleine polaire moleculen zoals methanol op anderszins ondoordringbare koolwaterstoffen hebben: de permeabiliteit verandert met de tijd.

Al met al bleken FKM-materialen superieur te zijn in alle testseries, waarbij niet alleen het fluorgehalte, maar de gehele materiaalstructuur besloot sterkte en dichtheid te bereiken. Traber ziet daarom geen fundamentele belemmering voor de introductie van regeneratieve brandstoffen: "Als goed ontworpen, geschikte materialen zijn nu al beschikbaar."