Materialuntersuchungen

24.10.2023 Dichtungsmaterialuntersuchung mit Bio-Hybrid-Kraftstoffen

Tribologische Eigenschaften von PTFE-Dichtungsmaterialien

von Marius Hofmeister (RWTH Aachen University, Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme (ifas)), Alea Frische (RWTH Aachen University, Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme (ifas)), Mathias Grunewald (RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung (WSA)), Manuel Reddemann (RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung (WSA)), Carolin Grütering (en University, Institut für angewandte Mikrobiologie (iAMB)), Dr.-Ing. Lars M. Blank (en University, Institut für angewandte Mikrobiologie (iAMB)), Dr.-Ing. Reinhold Kneer (RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung (WSA)), Dr.-Ing. Katharina Schmitz (RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung (WSA))

Bio-hybride Kraftstoffe sind CO2-neutral und werden auf Grundlage nachhaltiger Rohstoffquellen hergestellt. Sie sind daher eine vielversprechende Alternative zu konventionellen Kraftstoffen. Aufgrund abweichender Fluideigenschaften ist der Einsatz von bio-hybriden Kraftstoffen im Automobilbereich im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen jedoch mit diversen Herausforderungen verbunden.

Dies gilt insbesondere für die Verträglichkeit von bio-hybriden Kraftstoffen mit den in der Automobilindustrie verbreiteten Dichtungsmaterialien. Eine Möglichkeit, das Versagen von Dichtungen zu verhindern, ist die konsequente Verwendung von PTFE-Werkstoffen, was aber wiederum mit abweichenden tribologischen Systemeigenschaften einhergeht. Nachfolgend werden verschiedene Herausforderungen diskutiert, die sich aus der Verwendung von Radialwellendichtringen aus PTFE-Werkstoffen in Kombination mit bio-hybriden Kraftstoffen ergeben.

Bio-hybride Kraftstoffe werden auf Grundlage nicht-fossiler Kohlenstoffquellen und erneuerbarer Energie oder durch Bioprozesse hergestellt. Mögliche Rohstoffquellen sind dabei Biomasse aus der landwirtschaftlichen Produktion, Haushaltsabfälle oder Abfälle aus der chemischen Industrie. Bio-hybride Kraftstoffe sind daher CO₂-neutral und sind im Hinblick auf den Klimawandel eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen fossilen Kraftstoffen. Ein großer Vorteil von bio-hybriden Kraftstoffen gegenüber anderen Energieträgern wie Wasserstoff oder Elektrizität ist die einfache Implementierung in bestehende Fahrzeugsysteme und die Nutzung vorhandener Infrastruktur. Dazu gehört ein weltweites Netz von Tankstellen, Zulieferern und Raffinerieanlagen.