Wasser in den Dieseltank zu füllen, klingt nicht besonders klug. Tatsächlich würde das auch zu erheblichen Motorproblemen führen. Anders sieht es bei einer gezielten Vermischung von Wasser und Diesel aus. Durch die Beimischung von Wasser zum Dieselkraftstoff oder eine Wasser-Einspritzung werden Stickoxide und Feinstaub im Dieselabgas erheblich reduziert. Diese Erkenntnis ist nicht neu, an dem Themen-Spektrum wird seit vielen Jahren geforscht. Neu ist allerdings eine ausführliche Zusammenfassung zahlreicher Studien und Forschungsergebnisse, die bei "Springer Nature" veröffentlicht wurde und einen guten Überblick zum Thema liefert.
Wasserdampf macht Abgas sauber
Das Prinzip ist einfach: Verdampfendes Wasser nimmt Wärme auf und senkt die Spitzentemperaturen im Brennraum. Weil Stickoxide (NOx) vor allem bei hohen Temperaturen entstehen, verringert sich der NOx-Ausstoß, je nach Studie um bis zu 60 Prozent. Gleichzeitig sorgt der Wasserdampf für eine bessere Vermischung von Kraftstoff und Luft. Mehrere Untersuchungen beschreiben dabei das sogenannte Mikroexplosions-Phänomen: Der eingespritzte Kraftstoffnebel wird durch die schlagartige Verdampfung des enthaltenen Wassers in noch kleinere Spraypartikel zerlegt. Das kann die Partikelemissionen spürbar reduzieren.
Eine technische Herausforderung bleibt die Stabilität der Wasser-in-Diesel-Emulsion (WiDE). Diesel und Wasser trennen sich von Natur aus. Vergleichen kann man das im Haushalt mit Essig und Öl für eine Salat-Sauce. Erst spezielle Emulgatoren halten die Mischung über längere Zeit stabil, im Salat-Beispiel wäre Senf ein solcher Emulgator, der die beiden Flüssigkeiten miteinander "verbindet". Studien zeigen, dass moderne Tenside WiDE-Gemische bis zu zwei Monate trennungsfrei halten können, eine Grundvoraussetzung für eine solche Anwendung. Denn wenn sich Wasser und Diesel im Tank nach längerer Zeit wieder entmischen würden, käme es zu entsprechenden Problemen.
Noch viele offene Fragen
Die Auswirkungen eines WiDE-Gemisches im Zylinder sind komplex. Die maximale Druckentwicklung kann je nach Wasseranteil steigen oder leicht sinken, die Zündverzögerung verlängert sich meist, und der Verlauf der Verbrennung glättet sich. Einige Untersuchungen berichten von einem etwas höheren Wirkungsgrad, andere sehen durch den geringeren Energiegehalt eine leichte Erhöhung des spezifischen Verbrauchs. Entscheidend ist das richtige Verhältnis aus Wasser, Diesel und Emulgator.
Klarer fällt das Bild bei den Emissionen aus: Nahezu alle Studien berichten von deutlichen NOx-Einsparungen, oft um 30 bis 60 Prozent, vereinzelt darüber. Auch Feinstaub-Partikel sinken in vielen Versuchen um rund 50 Prozent oder mehr. Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe können dagegen ansteigen, wenn die Emulsion nicht optimal abgestimmt ist.
Für die Praxis wird WiDE weniger als Ersatz, sondern eher als Brückentechnologie gesehen. Besonders in Bereichen, in denen dieselgetriebene Aggregate noch lange unverzichtbar sein dürften – etwa im Schwerlastverkehr, in der Schifffahrt oder in stationären Motoren – könnte die Technik Emissionen senken, ohne groß in die Hardware eingreifen zu müssen. Offene Fragen gibt es weiterhin bei der Langzeitstabilität, der Materialverträglichkeit und der Wirtschaftlichkeit.
