Hybridfahrzeuge
Der Ausdruck Hybrid bedeutet «etwas Gebündeltes, Gekreuztes oder Gemischtes». Es stammt ab von dem lateinischen Fremdwort griechischen Ursprunges (Hybrida, -ae, m).
Ein «Hybridfahrzeug» ist nach Uno-Definition ein Fahrzeug, in dem mindestens zwei Energieumwandler und zwei im Fahrzeug eingebaute Energiespeichersysteme vorhanden sind, um das Fahrzeug anzutreiben. Energiewandler sind beispielsweise Elektro-, Otto- und Dieselmotoren, Energiespeicher sind beispielsweise Batterie oder Kraftstofftank. Es wurden aber auch andere Kombinationen realisiert, z. B. Stirlingmotor mit hydraulischem Antrieb und pneumatischem Akkumulator. Im engeren Sinne sind Hybridmotoren jedoch nur Verbrennungsmotoren, die Merkmale von Diesel- und Ottomotoren aufweisen. Die in Europa verkauften Hybrid-Autos besitzen in der Regel einen Benzin- und einen Elektromotor.
Die einzelnen Motoren im Hybridantrieb können unterschiedlich zusammenarbeiten – parallel, dann wirken die Antriebe gleichzeitig auf den zu bewegenden Teil, oder seriell, dann wirkt nur ein Antrieb unmittelbar auf den zu bewegenden Teil, während der andere nur Leistung bereitstellt, die, umgewandelt, dem direkt wirkenden Antrieb zugeführt wird. Auch Mischformen sind möglich.
Hybrid-Autos verbrauchen in der Regel um die 30 Prozent weniger Kraftstoff. Der Elektromotor entwickelt seine Stärken – und das unterscheidet ihn total von Verbrennungsmotoren – beim Stop-and-go-Verkehr oder beim Anfahren. Je mehr man bremst, desto besser, denn dadurch wird die Batterie wieder aufgeladen, da der Elektromotor zu einem ausgezeichneten Generator umgewandelt wird und niemals an die Steckdose muss. Der Verbrennungsmotor dagegen erreicht seine sparsamste Leistung bei konstanter Geschwindigkeit im oberen Leistungsbereich. So kommt es auch, dass der Hybrid in den Abgaswerten weit vorne liegt.
Katalysator
Chemisch bezeichnet man mit Katalysator jede Substanz, die die Aktivierungsenergie einer chemischen Reaktion senkt. Katalysatoren in Autos sind «Oberflächenkatalysatoren». Sie dienen zur Reinigung der Abgase. Bei der Verbrennung von Benzin entstehen neben Kohlendioxid, das sich nicht abtrennen lässt, vor allem Stickoxide, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid. Dank klarer Begrenzung des Schwefelgehaltes im Benzin sind heute die Autoabgase so gut wie schwefeldioxidfrei.
Der Katalysator baut vor dem Auspuff Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Stickoxide zu Stickstoff und Sauerstoff ab. Nebenbei werden noch unverbrannte Kraftstoffreste zu Kohlendioxid und Wasser umgesetzt. Um, vereinfacht gesagt, eine optimale Sauerstoffzufuhr sicherzustellen, befindet sich zwischen Motor und Katalysator die sogenannte Lambdasonde. Sie überwacht den Sauerstoffgehalt der Abgase und sorgt dafür, dass die elektronische Motorsteuerung im Bedarfsfall die Luftzufuhr reduziert oder die Treibstoffzufuhr erhöht, um den Sauerstoff vollständig zu verbrennen.
Kohlenmonoxid (CO)
Kohlenmonoxid ist ein farb- und geruchloses, brennbares, schlecht wasserlösliches Gas. Es entsteht hauptsächlich bei der unvollständigen Verbrennung fossiler Brennstoffe. Dabei ist das Verhältnis von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid, das sich gleichzeitig als Produkt der vollständigen Verbrennung von Kohlenstoff bildet, stark von den Randbedingungen des Verbrennungsprozesses wie z. B. dem Sauerstoffangebot abhängig. Als anthropogene Quelle für CO ist vor allem der Kfz-Verkehr zu nennen, der den grössten Beitrag zu den CO-Emissionen liefert.
In der freien Atmosphäre wird Kohlenmonoxid nur langsam zu Kohlendioxid oxidiert; die Reaktion wird durch UV-Strahlung und Wärme begünstigt. Die mittlere Verweilzeit von CO wird auf einige Monate geschätzt.
Die Giftigkeit von Kohlenmonoxid beruht darauf, dass über die Lunge aufgenommenes CO an das Hämoglobin des Blutes angelagert wird und dadurch den Mechanismus des Sauerstofftransports stört.
Luft
Unsere Atmungsluft besteht hauptsächlich aus gasförmigen Molekülen, und zwar zu 78 Prozent aus Stickstoff (N2), zu 21 Prozent aus Sauerstoff (O2) und zu 1 Prozent aus anderen Gasen. Die Zahlen beziehen sich auf «trockene» Luft, die es so im Freien nicht gibt. Unsere Umgebungsluft enthält zusätzlich 1 bis 5 Prozent Wasserdampf. Alle diese verschiedenen Moleküle sind weniger als ein Nanometer klein, das heisst weniger als ein millionstel Millimeter (1000 Nanometer = 1 Mikrometer; 1000 Mikrometer = 1 Millimeter). Durch verschiedene Aktivitäten von Mensch und Tier gelangen Schadstoffe in die Luft. Hauptquelle sind Verbrennungsprozesse.
Luftschadstoffe
Gase und Stäube verhalten sich recht unterschiedlich in der Atmosphäre. Nur reaktionsträge Gase haben in der Atmosphäre Verweilzeiten von einem Jahr und länger; die übrigen Gase und Stäube werden durch Prozesse, die aus Sicht der Atmosphäre als Selbstreinigungsprozesse bezeichnet werden können, aus der Atmosphäre entfernt. Ablagerung von Stäuben (trockene Deposition) und das Auswaschen von Stäuben und Gasen durch Regen (nasse Deposition) sind hierbei die wesentlichen Selbstreinigungsprozesse. Allerdings setzen sich die Stoffe bei der Selbstreinigung der Luft auf Boden und Gewässern ab. So machte der saure Regen, hervorgerufen durch das Auswaschen von Schwefeldioxid in den 80er Jahren Schlagzeilen. Zu den Luftschadstoffen gehören: Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffoxide (NO/NO2), Kohlenmonoxid (CO), Ozon (O3), PM10 (Feinstaub), Kohlenwasserstoffe (CnHm), Russ.
Gabriela Winkler
