Forschung an der TU Graz

Neue Methoden zur Messung von Abrieb-Emissionen

Bislang wird der gesundheitsgefährdende Abrieb von Reifen, Bremsen und Fahrbahnbelägen nur unzureichend erfasst. Im Leadprojekt NExT entwickeln Forschende der TU Graz präzise Analysemethoden und realistische Testverfahren.

GRAZ. Abriebpartikel von Reifen, Bremsen und Fahrbahn sind mittlerweile für den Großteil der verkehrsbedingten Feinstaub- und Mikroplastikbelastung verantwortlich. Wenn 2030 EU-weit strengere Luftgütegrenzwerte in Kraft treten, werden diese ohne eine Reduktion der Abrieb-Emissionen kaum einzuhalten sein.

Forschende der TU Graz erarbeiten im neuen Leadprojekt „NExT - Non-Exhaust Emission Topics“ die notwendigen Grundlagen für die Bewertung und Reduzierung von Abrieb-Emissionen. In den nächsten drei Jahren untersuchen interdisziplinäre Teams aus fünf Instituten unter der Leitung von Cornelia Lex und Stefan Hausberger die Entstehung von Abriebpartikeln durch Reifen, Bremsen, Fahrbahn und Schienen. Ziel ist die Entwicklung realistischer Testverfahren und technischer Lösungen zur Reduzierung dieser Emissionen.

Wichtiger Schritt zu weniger Emissionen

Die TU Graz fördert das Projekt, an dem 25 Forschende sowie sechs Labor- und Prüfstandsmitarbeitende beteiligt sein werden, mit knapp 1,9 Millionen Euro. „Die Leadprojekte sind eng verknüpft mit den Fields of Expertise der TU Graz, in denen Forschende verschiedener Disziplinen gemeinsam an drängenden Themen unserer Zeit arbeiten. Nachhaltige Mobilität ist dabei ein zentraler Forschungsschwerpunkt, den wir mit dieser hohen Projektförderung weiter stärken“, sagt Andrea Höglinger, Vizerektorin für Forschung der TU Graz.

„Die zu erwartenden Ergebnisse des Leadprojekts NExT ermöglichen neue Impulse im Bereich der Grundlagenforschung, die dazu beitragen werden, die verkehrsbedingten Emissionen weiter zu reduzieren.“
Andrea Höglinger, Vizerektorin für Forschung der TU Graz 

Derzeit noch kein Standard-Verfahren

Die Forschenden entwickeln Testmethoden, um sowohl feste als auch flüchtige Abrieb-Emissionen vollständig aufzufangen und messbar zu machen. Nur so wird eine Bewertung der Emissionen im realen Straßen- und Schienenverkehr überhaupt möglich. Derzeit gibt es noch kein Standard-Verfahren zur Ermittlung des Fahrbahnabriebs, und auch der Reifenabrieb wird lediglich aus dem Gewichtsverlust der Pneus im Verhältnis zur gefahrenen Strecke berechnet

„Welche und wie viele gesundheitsgefährdende ultrafeine Partikel dabei entstehen, wird nicht erfasst“, sagt Co-Projektleiterin Cornelia Lex. „Wir sehen daher die Gefahr, dass Hersteller ihre Reifen lediglich in Hinblick auf den Masseverlust optimieren, dies aber möglicherweise mit einer Zunahme von ultrafeinen Abriebpartikeln oder der Verwendung umweltschädlicher Bestandteile einhergeht.“

Entwicklung hochsensibler Sensoren

„Um auch feinste Partikel bis zu einer Größe von 2,5 Nanometern zu messen und zu klassifizieren, werden wir hochsensible Sensoren und Untersuchungsmethoden entwickeln, mit denen wir neben der Anzahl und Größe der Abriebpartikel auch deren Morphologie und chemische Zusammensetzung genau bestimmen können“, sagt Co-Projektleiter Stefan Hausberger. Diese Erkenntnisse dienen als Grundlage für die Entwicklung technischer Lösungen, mit denen sich die Emissionen reduzieren lassen.

Wichtig ist, dass die Messergebnisse auch auf den realen Fahrbetrieb anwendbar sind. Die Forschenden werden dazu Simulationsmodelle weiterentwickeln und durch echte Test- und Messfahrten überprüfen. Dabei berücksichtigen sie unterschiedliche Fahrstile und Straßenverhältnisse. Zusätzlich wird auch der Schienenverkehr untersucht, da er ebenfalls einen großen Teil der Nichtabgasemissionen verursacht.

Am Lead-Projekt NExT beteiligte Institute:

• Institut für Thermodynamik und Nachhaltige Antriebssysteme
• Institut für Fahrzeugtechnik
• Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik
• Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik
• Institut für Betriebsfestigkeit und Schienenfahrzeugtechnik

Weitere Leadprojekte

Die TU Graz vergibt seit 2015 Sonderfinanzierungen für multidisziplinäre Leadprojekte. Durch die Förderung solcher Projekte werden Spitzenforschungsbereiche weiterentwickelt und die wissenschaftliche Profilbildung der TU Graz gestärkt. 

Das könnte dich auch interessieren: