För några dagar sedan, Europeiska kommissionen presenterade sin Green Deal, som syftar till att göra EU:s klimatneutrala år 2050 för att skydda miljön och förbättra människors hälsa och livskvalitet. En av de planerade åtgärderna är införandet av strängare avgasregler. Gränsvärdena för förorenande utsläpp från fordon har redan fastställts i lag. Det nuvarande målvärdet är 6x10 ¹¹ partiklar per kilometer (Euro 6d-Temp), men endast partiklar större än 23 nanometer (nm) regleras. Mindre nanopartiklar, sådana som avges från nya och framtida generationer av förbränningsmotorer i ännu större antal, kan för närvarande inte detekteras i avgasemissionstester. Dock, detta fina damm är ännu mer hälsoskadligt eftersom partiklar av den här storleken obehindrat kan tränga in i lungorna.

Pålitlig mätning av ultrafina partiklar

Som en del av Horizon 2020 -projektet DownToTen, forskare från TU Graz och ett internationellt konsortium har nu utvecklat en ny metod för hur partiklar upp till 10 nm kan mätas för första gången. Tester på chassidynamometern för TU Graz Institute of Internal Combustion Motors and Thermodynamics bekräftar processens robusthet, liksom tester i praktisk körning (Real Driving Emissions — RDE).

Markus Bainschab, en forskare vid TU Graz's Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik (tidigare Institute of Electrical Measurement and Measurement Signal Processing and Institute of Electronic Sensor Systems) som också ansvarar för utvecklingen av det nya mätsystemet förklarar varför så små partiklar inte kunde mätas:

"På sub-23 nm skalan, det finns många flytande partiklar i avgaserna. Dessa flyktiga droppar är inte lika hälsofarliga som de fasta partiklarna. För ett exakt testresultat, vi måste se till att flytande partiklar inte upptäcks av misstag under mätningen. Med hjälp av nuvarande mätmetoder är det kvalitativt inte möjligt att avlägsna vätskepartiklarna utan att förlora en stor del av de fasta partiklarna. Men vi har lyckats med detta genom ett optimerat utspädningssystem och oxidation av kolväten med hjälp av en katalysator. "

Bättre förståelse för avgasernas effekter på luftföroreningar

Kärnan i processen är en mobil utsläppsmätare som är fäst vid fordonets avgasrör och mäter både nya och gamla ultrafina partiklar. Detektering av nya och gamla partiklar har två fördelar, som Bainschab förklarar:"I kombination med en aerosolmasspektrometer, förhållandet mellan fordonsutsläpp och gamla partiklar kan undersökas och det kan avgöras om dessa så kallade sekundära aerosoler produceras av förorenande utsläpp. "Dessa sekundära aerosoler behöver inte nödvändigtvis vara fordonspartiklar. Atmosfäriskt åldrade partiklar kan också härröra från havet, lantbruk, skogar eller naturliga processer.

I processen, bilens nyproducerade utsläpp registreras först, sedan åldras artificiellt i atmosfären och analyseras. Data jämförs sedan med de för de uppmätta sekundära aerosolerna från luften. Resultatet visar bilens avgaser verkliga inflytande på luftkvaliteten.

Processen ger en bättre förståelse för bildandet av sekundära aerosoler från bilens avgaser och kan hjälpa biltillverkare att minska fordonsutsläpp genom att utveckla nya förbränningsmotorer eller genom avgasefterbehandling. Dessutom, den framgångsrika forskningen kan tjäna som grund för ny avgasslagstiftning.