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HyperFuel: Neue Hybrid-Benzinmischungen erreichen 102 Oktan
Mehr Klopffestigkeit mit neuen Rezepturen: Forscher haben vier Hybrid-Benzine mit Oktanzahlen von 95 bis 102 im Labor gemischt. Isopropanol und Methylester von Dimate steigerten dabei wichtige Klopfkennwerte und veränderten das Verdampfungsverhalten. Ob die Kraftstoffe tatsächlich klimafreundlicher und wirtschaftlich skalierbar sind, ist damit jedoch noch nicht belegt.
Sharjah (Vereinigte Arabische Emirate). Benzin muss einer vorzeitigen Selbstentzündung im Motor widerstehen, sonst kann es zum sogenannten Klopfen kommen. Eine hohe Oktanzahl kennzeichnet diese Klopffestigkeit und kann in dafür ausgelegten Motoren höhere Verdichtungen ermöglichen, sagt allein aber weder etwas über die Klimabilanz noch über den realen Verbrauch eines Kraftstoffs aus.
Forscher der University of Sharjah (UoS) um Tamer M.M. Abdellatief haben nun vier neue Mischungen entwickelt, die sie HyperFuel-95, HyperFuel-98, HyperFuel-100 und HyperFuel-102 nennen. Dafür kombinierten sie drei kohlenwasserstoffbasierte Kraftstofffraktionen mit den sauerstoffhaltigen Zusätzen Isopropanol und Methylester von Dimate, kurz MED, und untersuchten vor allem Klopffestigkeit, Dichte, Dampfdruck, Destillationsverhalten und Stabilität.
Die Zusammensetzung wurde mit steigender Zieloktanzahl schrittweise verändert. HyperFuel-95 enthielt nach Volumen 15 Prozent Fischer-Tropsch-Benzin, 28 Prozent leichtes Straight-Run-Naphtha, 17 Prozent MED, 25 Prozent Isopropanol und 15 Prozent Reformate. Bei HyperFuel-102 sanken die Anteile der beiden ersten Komponenten auf neun und 17 Prozent, während MED auf 20 Prozent und Reformate auf 29 Prozent stiegen. Der Isopropanolanteil blieb bei 25 Prozent.
Im standardisierten Klopftest erreichten die vier Mischungen Research-Oktanzahlen von 95,4, 98,1, 100 und 102. Die Motor-Oktanzahl, die die Klopffestigkeit unter höherer Belastung beschreibt, stieg von 84,8 bei HyperFuel-95 auf 89,4 bei HyperFuel-102, und beim daraus berechneten Anti-Knock Index kam HyperFuel-102 auf 95,7 gegenüber 89,85 beim Referenzkraftstoff. Das entspricht nach der Berechnung der Autoren einer Steigerung um 6,54 Prozent.
MED trug besonders stark zur hohen Oktanzahl bei. Für den Zusatz nennt die Studie eine Research-Oktanzahl von 131,5 und eine Motor-Oktanzahl von 120. Allerdings wurde der Wert von 131,5 nicht als reine Stoffmessung bestimmt, sondern aus einem Mischversuch abgeschätzt, und die genaue Rangfolge einzelner Komponenten wird im Papier nicht durchgehend konsistent angegeben. Deshalb lässt sich vor allem der hohe Klopfwert von MED als belastbarer Befund herausheben.
Die Zusätze veränderten nicht nur die Klopffestigkeit. Der Reid-Dampfdruck lag beim Referenzbenzin bei 30,3 Kilopascal und bei den vier HyperFuel-Mischungen zwischen 35,7 und 45,3 Kilopascal. Gleichzeitig fiel die Temperatur, bei der die Hälfte des Kraftstoffs verdampft war, von 125,4 Grad Celsius beim Referenzbenzin auf 82,2 bis 90,7 Grad Celsius. Das Verdampfungsverhalten verschob sich damit deutlich, aber nicht in allen Kennwerten in dieselbe Richtung.
Auch der sogenannte Drivability Index sank von 679,6 beim Referenzkraftstoff auf Werte zwischen 455,25 und 504. Dieser aus mehreren Destillationstemperaturen berechnete Index dient zur Einschätzung des Verdampfungsverhaltens und damit verbundener Fahreigenschaften, sodass die Laborwerte zeigen, wie sich die Eigenschaften einer Benzinmischung mit den beiden Sauerstoffzusätzen gezielt verändern lassen. Sie ersetzen jedoch keine Erprobung in Serienmotoren oder unter realen Fahrbedingungen.
Gerade beim Umweltversprechen bleibt eine wichtige Einschränkung. Die Autoren bezeichnen Isopropanol und MED als erneuerbare Zusätze und beschreiben für Isopropanol einen möglichen Herstellungsweg aus Biomasse. Die im Versuch eingesetzten Ausgangsstoffe wurden laut Methodenteil jedoch von Lieferanten bezogen, ohne dass die Studie nachweist, dass die konkret getesteten Chargen tatsächlich aus erneuerbaren Rohstoffen hergestellt wurden.
Ebenso wurden weder eine v