Een paar dagen geleden, de Europese Commissie presenteerde haar Green Deal, die tot doel heeft de EU tegen 2050 klimaatneutraal te maken om het milieu te beschermen en de gezondheid en levenskwaliteit van mensen te verbeteren. Een van de geplande maatregelen is de invoering van strengere uitlaatvoorschriften. De grenswaarden voor vervuilende emissies van voertuigen zijn al wettelijk vastgelegd. De huidige streefwaarde is 6x10 ¹¹ deeltjes per kilometer (Euro 6d-Temp), maar alleen fijn stof groter dan 23 nanometer (nm) wordt gereguleerd. Kleinere nanodeeltjes, zoals die worden uitgestoten door nieuwe en toekomstige generaties verbrandingsmotoren in nog grotere aantallen, kan momenteel niet worden gedetecteerd in uitlaatemissietests. Echter, dit fijnstof is nog schadelijker voor de gezondheid, omdat deeltjes van deze grootte ongehinderd in de longen kunnen doordringen.

Betrouwbare meting van ultrafijne deeltjes

Als onderdeel van het Horizon 2020-project DownToTen, Onderzoekers van de TU Graz en een internationaal consortium hebben nu een nieuwe methode ontwikkeld waarmee voor het eerst deeltjes tot 10 nm kunnen worden gemeten. Tests op de rollenbank van het TU Graz Institute of Internal Combustion Engines and Thermodynamics bevestigen de robuustheid van het proces, evenals tests tijdens het rijden in de praktijk (Real Driving Emissions-RDE).

Markus Bainschab, een onderzoeker aan het Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik van de TU Graz (voormalig Instituut voor Elektrische Meet- en Meetsignaalverwerking en Instituut voor Elektronische Sensorsystemen), die ook verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van het nieuwe meetsysteem, legt uit waarom zulke kleine deeltjes niet in staat waren om worden gemeten:

"Op de schaal van minder dan 23 nm, er zitten veel vloeistofdeeltjes in het uitlaatgas. Deze vluchtige druppeltjes zijn niet zo gevaarlijk voor de gezondheid als de vaste deeltjes. Voor een exact testresultaat, we moeten ervoor zorgen dat vloeibare deeltjes niet per ongeluk worden gedetecteerd tijdens de meting. Met de huidige meetmethoden is het kwalitatief niet mogelijk om de vloeistofdeeltjes te verwijderen zonder een groot deel van de vaste deeltjes te verliezen. Maar dat is gelukt door een geoptimaliseerd verdunningssysteem en de oxidatie van koolwaterstoffen met behulp van een katalysator."

Beter begrip van de effecten van uitlaatgassen op luchtvervuiling

Het hart van het proces is een mobiel emissiemeetapparaat dat aan de uitlaatpijp van het voertuig wordt bevestigd en zowel nieuwe als oude ultrafijnstof meet. De detectie van nieuwe en oude deeltjes heeft twee voordelen, zoals Bainschab uitlegt:"In combinatie met een aerosol-massaspectrometer, de verhouding van voertuigemissies tot oude deeltjes kan worden onderzocht en kan worden vastgesteld of deze zogenaamde secundaire aerosolen worden geproduceerd door de verontreinigende emissies." Deze secundaire aerosolen hoeven niet per se voertuigdeeltjes te zijn. Atmosferisch verouderde deeltjes kunnen ook afkomstig zijn van de zee, landbouw, bossen of natuurlijke processen.

In het proces, de nieuw geproduceerde emissies van de auto worden eerst geregistreerd, vervolgens kunstmatig verouderd in de atmosfeer en geanalyseerd. De gegevens worden vervolgens vergeleken met die van de gemeten secundaire aerosolen uit de lucht. Het resultaat toont de werkelijke invloed van uitlaatgassen van auto's op de luchtkwaliteit.

Het proces geeft een beter inzicht in de vorming van secundaire aerosolen door uitlaatgassen van auto's en kan autofabrikanten helpen de voertuigemissies te verminderen door nieuwe verbrandingsmotoren te ontwikkelen of door uitlaatgasnabehandeling. In aanvulling, het succesvolle onderzoek kan als basis dienen voor nieuwe uitlaatgaswetgeving.