Moderne motoren, met name motoren die brandstof onder hoge druk injecteren, maximaliseren de efficiëntie en verminderen de uitstoot van kooldioxide, maar kan ook moeilijker op te vangen vervuiling veroorzaken die verband houdt met kankers en longen, hart en de ziekte van Alzheimer. In antwoord, Europese onderzoekers analyseren uitlaatdeeltjes tot op een miljardste van een meter, die kunnen helpen bij de ontwikkeling van schonere auto's.

Kleine deeltjes die worden uitgestoten door verbrandingsmotoren bevatten giftige stoffen die de atmosfeer vervuilen. Ze zijn een van de belangrijkste bronnen van slechte luchtkwaliteit, die in het algemeen de voortijdige dood van meer dan 500 veroorzaakt, 000 EU-burgers per jaar – meer dan tien keer het aantal dat omkomt bij verkeersongevallen.

'De fijnstofvervuiling verbetert in Europese steden niet in het tempo dat wordt verwacht door de brede introductie van roetfilters voor alle typen dieselmotoren. In sommige gevallen, het kan zelfs erger worden, ' zei professor Zissis Samaras, een expert in auto-emissies van de Aristoteles Universiteit van Thessaloniki in Griekenland.

De huidige EU-wetgeving regelt emissienormen voor deeltjes van diesel- en benzinemotoren die groter zijn dan 23 miljardste van een meter, of 23 nanometer. Echter, sommige zuinige motoren, die minder koolstofdioxide uitstoten, kunnen nog kleinere nanodeeltjes vrijgeven en deze kunnen hun eigen gezondheidsrisico's met zich meebrengen.

Het menselijke ademhalingssysteem is niet ontworpen om te voorkomen dat deeltjes van deze grootte de longen binnendringen. De deeltjes hebben ook een groter oppervlak dan hun grotere tegenhangers, wat betekent dat wanneer ze in contact komen met de longen er een hoger risico is dat schadelijke stoffen worden opgenomen.

Dit kan bijdragen aan acute en langdurige gezondheidseffecten, volgens prof. Samaras, wie is de coördinator van DownToTen, een onderzoeksproject gericht op het meten van auto-uitlaatdeeltjes tot tien miljardste van een meter, of 10 nanometer. Dit zou autofabrikanten uiteindelijk kunnen helpen motoren te ontwerpen die minder van deze schadelijke deeltjes uitstoten.

Om dit te doen, het project onderzoekt zowel de deeltjes die rechtstreeks vrijkomen door de motor van een auto, en hun relatie met oudere deeltjes die al in de lucht zijn, die iets hebben ondergaan dat atmosferische veroudering wordt genoemd.

Deeltjeskoorts

Atmosferische veroudering is wanneer deeltjes al in het milieu zijn gekomen waar ze kunnen reageren met verschillende verbindingen of zich kunnen hechten aan verschillende andere stoffen. Dit kan uiteindelijk hun aard veranderen.

Een deel van het probleem is proberen vast te stellen of de oudere deeltjes worden geproduceerd als direct gevolg van de verse uitlaat of ergens anders vandaan komen.

'Deze secundaire (atmosferisch verouderde) deeltjes kunnen ook uit de zee komen, uit de landbouw, bossen of natuurlijke processen, ' zei prof. Samaras. 'De vraag is in hoeverre de uitstoot van primaire autostofdeeltjes deze processen veroorzaakt of versnelt.'

DownToTen heeft een apparaat ontwikkeld dat aan de uitlaatpijp van een auto wordt bevestigd en zowel nieuwe als verouderde deeltjes meet. Aangezien de auto emissies vrijgeeft, het apparaat registreert gegevens over de uitgestoten deeltjes, en duwt ze vervolgens in een kamer waar atmosferische veroudering kunstmatig wordt uitgevoerd. Gegevens over de verouderde deeltjes worden vervolgens verzameld voor analyse die een gedetailleerder inzicht kan geven in de emissies van auto's.

Een ander onderzoeksproject genaamd SUREAL-23 heeft ook een instrument ontwikkeld dat deeltjes kleiner dan 23 nanometer kan meten, maar in hoge resolutie. Er werd een extra analyser gebouwd die niet alleen informatie geeft over de grootte, maar ook het totale aantal deeltjes dat in realtime wordt uitgestoten.

Eleni Papaioannou van het Chemical Process &Energy Resources Institute (CPERI) in Griekenland coördineert het project.

'Met dit apparaat we zullen exacte kennis hebben van niet alleen hoeveel, maar ook op de grootte van deeltjes terwijl het voertuig rijdt, ' ze zei, eraan toevoegend dat een van de redenen dat de huidige regelgeving alleen gericht is op deeltjes groter dan 23 nanometer, is dat er tot nu toe geen degelijke methodologie of adequate instrumentatie bestond.

SUREAL-23 was ook succesvol in het ontwikkelen, Voor de eerste keer, een hittebestendige meetinstrumentatie, wat van vitaal belang is omdat het het bemonsteringsproces aanzienlijk vereenvoudigt en verbetert.

'Het bemonsteringssysteem is vaak verantwoordelijk voor fouten tijdens de metingen omdat het deeltjesverliezen en artefacten introduceert (deeltjes die niet bestaan ​​bij de uitlaat, maar ontstaan ​​door het bemonsteringsproces). Voor de eerste keer, we zijn erin geslaagd om dit te vereenvoudigen, het wegwerken van al die problemen, maar ook om onze methodologie beter geschikt te maken voor metingen op de weg, ' zei Papaioannou.

Met behulp van dit onderzoek naar nanodeeltjes samen met nauwkeurigere computercodes, autofabrikanten kunnen verschillende factoren invoeren, zoals de grootte van de motor, temperatuur en snelheid, om te bepalen wat de mogelijke deeltjesuitstoot in elk geval zou zijn en om de relevante parameters voor de motor- en uitlaatgasbehandeling te optimaliseren. Met deze informatie kunnen fabrikanten auto's ontwerpen die in overeenstemming zijn met toekomstige EU-wetgeving, die naar verwachting de huidige limiet voor deeltjesemissies op 10 nanometer zal zetten.