- Das von KIMM entwickelte System kann während der Fahrt die Luft reinigen und Bremsstaub auffangen.
- Das Gitter-System entfernt effektiv PM2.5-Partikel und benötigt keinen leistungsstarken Ventilator.
- Der Bremsstaubsammler kann automatisch Partikel auffangen, ohne zusätzliche Geräte.
- Die Technologie zielt darauf ab, die Luftqualität in Städten zu verbessern und hat in mehreren Ländern Patente beantragt.
Das Korean Institute of Machinery and Materials (KIMM) hat ein Fahrzeug-System entwickelt, das während der Fahrt die Luft an den Straßenrändern reinigt und gleichzeitig Bremsstaub auffängt, um dessen Ausbreitung zu verhindern. Diese Technologie nutzt die bestehende Struktur von Fahrzeugen, um gewöhnliche Autos in mobile Luftreiniger für städtische Straßen zu verwandeln. Ein Team unter der Leitung von Dr. Han Bang-woo aus der Abteilung für städtische Umweltforschung bei KIMM hat drei Systeme entwickelt, darunter ein Gitter-Elektrofilter, einen Bremsstaubsammler und ein drahtloses Stromversorgungssystem, um die Luft beim Parken zu reinigen. Ingenieure haben diese Systeme in Fahrzeugen wie dem Kia Carnival und dem Hyundai Sonata installiert, um deren Leistung zu überprüfen.
Das Gitter-System kann kleine Partikel elektrisch aufladen und sie an einer Sammelplatte anhaften lassen. Die Durchmesser der Kohlenstofffasern sind weit kleiner als die von menschlichem Haar und können bei niedrigen Strömen effektiv Partikel sammeln, während die Ozonbildung reduziert wird. Während der Fahrt verlässt sich das System auf den Luftstrom, der durch die Bewegung des Fahrzeugs erzeugt wird, und benötigt keinen zusätzlichen leistungsstarken Ventilator. Wenn das Fahrzeug in einem Bereich mit drahtloser Stromversorgung geparkt ist, kann der vorhandene Kühlventilator zur Reinigung der umgebenden Luft genutzt werden. Bei einer Geschwindigkeit von 18,6 mph (30 km/h) entfernt das Gitter-System mindestens 95 % der PM2.5- und mindestens 99 % der gröberen PM2.5–10-Partikel.
Funktionsweise des Gitter-Systems
Das System behält bei einer Geschwindigkeit von 31 mph (50 km/h) die gleiche Leistung bei und kann pro Fahrzeug etwa 63.600 Kubikfuß (1.800 Kubikmeter) Luft pro Stunde reinigen. Nach der Installation ändert sich die Kraftstoffeffizienz von Carnival und Sonata um nicht mehr als 1 %.
Der Bremsstaub wird durch einen Sammler erfasst, der hinter der Bremszange installiert ist. Die Reibung zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe lädt die Partikel auf, sodass das System keinen zusätzlichen Partikel-Ladegerät oder Staubsauger benötigt. Im globalen einheitlichen Testzyklus für leichte Fahrzeuge (WLTC) fängt der Sammler pro Fahrzeug und Kilometer 22,2 mg Bremsabriebpartikel ein, was etwa 35,7 mg pro Meile entspricht. Dies entspricht etwa 0,35 Unzen (10 Gramm) über 280 Meilen (450 Kilometer).
Technologie zur Auffangung von Bremsstaub
Traditionelle Fahrzeugverschmutzungskontrolle konzentriert sich hauptsächlich auf die Abgase des Motors. Partikel, die von Bremsen und Reifen stammen, sind ebenfalls von Elektro- und Wasserstofffahrzeugen betroffen, und die Emission von Bremspartikeln wird derzeit gemäß den Euro 7-Normen reguliert. Forscher weisen darauf hin, dass die Elektrofilterung einen geringen Luftstromwiderstand bietet und sich an den vorhandenen Raum und die Komponenten im Fahrzeug anpassen kann, wodurch der zusätzliche Leistungsbedarf und strukturelle Veränderungen minimiert werden.
Zukünftige Anwendungen der Technologie
Dr. Han Bang-woo erklärt, dass ein zentrales Merkmal des Systems darin besteht, dass Fahrzeuge während der Fahrt die Luft an den Straßenrändern reinigen und gleichzeitig direkt an der Quelle die Bremsabriebpartikel reduzieren können. Der leitende Forscher Lee Geun-hee erklärt, dass die Nutzung der Fahrzeugstruktur und des Fahrstroms „den Bedarf an zusätzlicher Leistung minimiert“. KIMM plant, die Systemleistung und Langzeitbeständigkeit unter realen Fahrbedingungen weiter zu überprüfen. Dies ist ein bedeutender Erfolg von AirFive, einer der fünf Hauptmarken von KIMM, die plant, die Anwendung dieser Technologie zur Verbesserung der Luftqualität in Städten zu erweitern. Das Projekt trägt den Titel „Kooperations-Luftreinigungsfahrzeug zur gegenseitigen Nutzen von atmosphärischen Feinstaubpartikeln“ und wird durch das Kerntechnologieentwicklungsprogramm der Automobilindustrie unterstützt.
Die relevanten Forschungsergebnisse wurden in den Zeitschriften „Tribology International“ und „Atmosphere“ veröffentlicht und Patentanmeldungen wurden in Südkorea, den USA und Deutschland eingereicht. Der Titel der Bremsforschung lautet „Ein nicht aufladbarer Elektrofilter zur Sammlung von Reibungsladungs-Bremsabriebpartikeln“.
Artikel Spezifikation Bremsabriebpartikel-Fangmenge 22,2 mg/km PM2.5-Entfernungseffizienz 95% Gröbere PM2.5–10-Entfernungseffizienz 99%
Einfluss dieser Technologie auf die Luftqualität in Städten
Mit der zunehmenden Urbanisierung wird das Problem der Luftverschmutzung durch Verkehrsmittel immer gravierender. Das von KIMM entwickelte Fahrzeug-System kann nicht nur während der Fahrt die Luft an den Straßenrändern reinigen, sondern auch effektiv Bremsstaub auffangen, was von großer Bedeutung für die Verbesserung der Luftqualität in Städten ist. Traditionelle Verschmutzungskontrollen konzentrieren sich hauptsächlich auf die Abgase des Motors, während diese Technologie den Kontrollbereich erweitert und sich auf nicht emittierte Partikel konzentriert. Mit der Verbreitung dieser Technologie könnte sie in Zukunft in mehr Fahrzeugmodellen implementiert werden, um die schädlichen Partikel in Städten weiter zu reduzieren und die öffentliche Gesundheit zu verbessern.