HyperFuel: Neue Benzinmischungen erreichen im Labor 102 Oktan

Benzin muss vorzeitiger Selbstentzündung im Motor widerstehen, sonst kommt es zum Klopfen. Ingenieur:innen der University of Sharjah haben nun vier neue Kraftstoffmischungen entwickelt, die deutlich klopffester sind als handelsübliches Benzin. Im Labor erreichten die Rezepturen Research-Oktanzahlen von 95 bis 102. Zwei sauerstoffhaltige Zusätze machen den Unterschied, ob daraus ein klimafreundlicher Kraftstoff wird, bleibt aber offen.

Vier Rezepturen, ein Baukasten

Ein Team um Tamer M.M. Abdellatief kombinierte drei kohlenwasserstoffbasierte Kraftstofffraktionen mit Isopropanol und dem Methylester von Dimate, kurz MED. Die vier Mischungen tragen die Namen HyperFuel-95, HyperFuel-98, HyperFuel-100 und HyperFuel-102. Mit steigender Zieloktanzahl verschoben die Forscher:innen die Anteile der Komponenten: HyperFuel-95 enthielt nach Volumen 15 Prozent Fischer-Tropsch-Benzin, 28 Prozent leichtes Straight-Run-Naphtha, 17 Prozent MED, 25 Prozent Isopropanol und 15 Prozent Reformate. Bei HyperFuel-102 sanken die Anteile der ersten beiden Komponenten auf neun und 17 Prozent, während MED auf 20 Prozent und Reformate auf 29 Prozent stiegen. Der Isopropanolanteil blieb konstant bei 25 Prozent.

Deutlich höhere Klopffestigkeit

Im standardisierten Klopftest erreichten die vier Mischungen Research-Oktanzahlen von 95,4, 98,1, 100 und 102. Die Motor-Oktanzahl stieg von 84,8 bei HyperFuel-95 auf 89,4 bei HyperFuel-102. Beim daraus berechneten Anti-Knock Index kam die stärkste Mischung auf 95,7 gegenüber 89,85 beim Referenzkraftstoff, ein Plus von 6,54 Prozent. Vor allem MED trieb die Werte nach oben: Die Studie nennt für den Zusatz eine Research-Oktanzahl von 131,5 und eine Motor-Oktanzahl von 120. Diesen einen Wert schätzten die Forscher:innen allerdings aus einem Mischversuch und nicht aus einer reinen Stoffmessung, weshalb sich vor allem die grundsätzlich hohe Klopffestigkeit von MED als gesicherter Befund festhalten lässt.

Verdampfungsverhalten verschiebt sich

Die Zusätze veränderten auch das Verdampfungsverhalten. Der Reid-Dampfdruck lag beim Referenzbenzin bei 30,3 Kilopascal und bei den vier HyperFuel-Mischungen zwischen 35,7 und 45,3 Kilopascal. Die Temperatur, bei der die Hälfte des Kraftstoffs verdampft ist, fiel von 125,4 Grad Celsius beim Referenzbenzin auf 82,2 bis 90,7 Grad Celsius bei den neuen Mischungen. Der Drivability Index, ein Kennwert für das Fahrverhalten, sank von 679,6 auf Werte zwischen 455,25 und 504. Die Laborwerte zeigen damit, wie präzise sich Eigenschaften einer Benzinmischung mit den beiden Zusätzen steuern lassen, ersetzen aber keine Erprobung in Serienmotoren.

Klimabilanz noch unbewiesen

Die Autor:innen bezeichnen Isopropanol und MED als erneuerbare Zusätze und beschreiben für Isopropanol einen möglichen Herstellungsweg aus Biomasse. Die im Versuch verwendeten Ausgangsstoffe stammten laut Methodenteil jedoch von gewöhnlichen Lieferanten, ein Nachweis, dass die konkret getesteten Chargen tatsächlich aus erneuerbaren Rohstoffen bestanden, fehlt. Eine vollständige Lebenszyklusanalyse und reale Abgas- und Verbrauchsmessungen an Fahrzeugmotoren führte das Team ebenfalls nicht durch. Offen bleiben deshalb die tatsächliche Treibhausgasbilanz, die Kosten, der Rohstoffbedarf und die Frage, ob sich die Produktion in bestehende Raffinerien integrieren lässt. Eine technoökonomische Analyse nennen die Forscher:innen selbst als nächsten notwendigen Schritt. Die vier HyperFuel-Rezepturen sind damit vor allem ein experimenteller Nachweis, dass sich mit den beiden Zusätzen Research-Oktanzahlen bis 102 erreichen lassen. Ob daraus ein wirtschaftlicher und klimafreundlicher Kraftstoff wird, müssen weitere Motor- und Emissionstests klären.