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Jun 13, 2023

Graue Substanz: Feuer ohne Flamme

Edelmetalle in Ihrem Auto verbrennen den schmutzigen Auspuff, ohne dass eine Flamme entsteht

Edelmetalle in Ihrem Auto verbrennen den schmutzigen Auspuff, ohne dass eine Flamme sichtbar ist.

Von Theodore Gray | Veröffentlicht am 29. Januar 2008, 23:14 Uhr EST

Für einen Chemiker bedeutet Verbrennung die schnelle Verbindung eines Brennstoffs mit Sauerstoff, die sogenannte Oxidation. Sie könnten zum Beispiel sagen: „Oh nein, wir hatten kein Feuer im Kernkraftwerk, wir hatten nur ein ‚schnelles Oxidationsereignis‘“, ein Satz, der den Beamten von Three Mile Island 1979 den Doublespeak Award einbrachte .

Wenn Benzin oder Propan an der Luft verbrennt, entsteht eine helle Flamme – Feuer im herkömmlichen Sinne. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, diese Kraftstoffe schnell mit Luft zu verbinden. Der Katalysator in Ihrem Auto ist ein perfektes Beispiel. Die meisten enthalten eine Keramikwabe, die mit mikroskopisch kleinen Partikeln aus Platin, Palladium oder Rhodium besetzt ist. Unter anderem spalten diese Metalle Sauerstoffmoleküle, die auf ihrer Oberfläche landen, in reaktionsfähigere einzelne Sauerstoffatome, die sich bei einer viel niedrigeren Temperatur als in einer Flamme mit Brennstoff verbinden können.

Achtung! Theodore Gray ist ein in Laborsicherheitsverfahren ausgebildeter Wissenschaftler. Versuchen Sie dieses Experiment nicht zu Hause. Weitere Informationen zu Grays wissenschaftlichen Aktivitäten finden Sie auf seiner Website.

In Autos wird dabei unverbrannter Kraftstoff verbrannt, um dessen umweltschädliche Wirkung zu verringern. Wenn Sie einem Katalysator jedoch einen stärkeren Kraftstoffstrom zuführen – indem Sie beispielsweise einen unbeleuchteten Propanbrenner darauf blasen –, wird er rotglühend glühen, solange Sie das Gas eingeschaltet lassen, auch wenn das Gas zu diesem Zeitpunkt nicht heiß ist trifft auf die Keramik und man sieht keine Flamme.

Dies beginnt erst zu funktionieren, wenn der Katalysator einige hundert Grad erreicht hat, sodass Sie die Keramik zunächst erhitzen müssen. Ich machte das mit einer brennenden Taschenlampe und drehte dann schnell das Gas aus und wieder an, um die Flamme zu löschen. Es dauert eine Weile, bis der Konverter heiß genug ist, um seine Arbeit zu erledigen, was einer der Gründe dafür ist, dass Stadtfahrten mehr Umweltverschmutzung verursachen als Autobahnfahrten.

Für die Automobilhersteller ist es bedauerlich, dass dies nur mit sehr teuren Metallen funktioniert. Die Ford Motor Company verlor einst eine Milliarde Dollar, als sie auf dem Palladiummarkt spekulierte und versuchte, sich eine stetige Versorgung zu sichern. Aber im Vergleich zu Städten voller Smog ist das ein geringer Preis.

Diese Geschichte wurde aktualisiert. Es wurde ursprünglich in der Februarausgabe 2008 des Magazins Popular Science vorgestellt.