Brennstoffe und Abgase

Abgase – Erklärung

Im Zusammenhang mit dem Autofahren hört man immer wieder das Wort Abgase. Doch aus was bestehen Abgase und was gibt es für Abgase? Was passiert mit Abgasen? In diesem Text wird die Frage Was sind Abgase? auf eine für Kinder anschauliche Weise erklärt.

Was sind Abgase?

Abgase entstehen bei Stoffumwandlungsprozessen. Es sind gasförmige Stoffe, die nicht weiter genutzt werden können und somit ein Abfallprodukt sind. Die meisten Abgase schädigen die Umwelt und können gesundheitsgefährdend für den Menschen sein. Im Folgenden konzentrieren wir uns auf die Abgase, die in Verbrennungsmotoren von Autos entstehen.

Die meisten Automotoren sind Wärmekraftmaschinen. Sie wandeln chemische Energie aus den sogenannten Brennstoffen in mechanische Arbeit um. Die Brennstoffe bestehen hauptsächlich aus Verbindungen von Kohlenstoff $\left(\ce{C}\right)$ und Wasserstoff $\left(\ce{H2}\right)$ und werden aus Erdöl gewonnen.

Durch Verbrennung wird die chemische Energie dieser Verbindungen in thermische Energie umgewandelt. Der Motor setzt diese wiederum in mechanische Energie um, damit sich das Auto fortbewegen kann. Die genauen Prozesse werden im Video zur Energieumwandlung im Verbrennungsmotor erklärt.

Durch die Verbrennung entstehen jedoch auch gasförmige Verbrennungsprodukte, die nicht weiter genutzt werden können – die Abgase. So entstehen unter anderem Kohlenstoffdioxid $\left(\ce{CO2}\right)$ und Kohlenstoffmonoxid $\left(\ce{CO}\right)$. Bei der Verbrennung kommt es zudem zu sehr hohen Temperaturen. Der in der Luft enthaltene Stickstoff verbrennt dabei im Motor teilweise mit Sauerstoff zu Stickstoffoxiden. Zudem kann es zur Bildung von Schwefeldioxid $\left(\ce{SO2}\right)$ kommen.

Warum sind Abgase schädlich?

Die verschiedenen Abgase führen zu großen Schäden an der Umwelt sowie zu gesundheitlichen Problemen beim Menschen.

Kohlenstoffmonoxid entsteht vor allem direkt nach dem Start. Es ist ein besonders giftiges Gas und kann bereits in kleinen Mengen lebensgefährlich sein und zu starken Erkrankungen führen.

Kohlenstoffdioxid entsteht bei allen Verbrennungen von organischen Stoffen. Auch Menschen und Tiere atmen Kohlenstoffdioxid aus. Durch die weltweit hohe Anzahl an Verbrennungen fossiler Brennstoffe entstehen täglich riesige Mengen Kohlenstoffdioxid. Diese bilden in der Atmosphäre die sogenannte Treibhausglocke und verstärken den Treibhauseffekt, wodurch sie maßgeblich zur Klimaerwärmung beitragen.

Stickstoffoxide fördern ebenfalls den globalen Anstieg der Temperaturen. Es kommt zudem zur Bildung von bodennahem Ozon. In der oberen Atmosphäre wiederum sorgt dies für den Abbau der Ozonschicht. Die dadurch entstehenden Ozonlöcher sorgen für eine höhere Strahlenbelastung auf der Erdoberfläche. Auch sind Stickstoffoxide reizend für die Atemwege des Menschen.

Schwefeldioxid ist ebenfalls ein stark lungenreizendes Gas. Zusammen mit Feuchtigkeit aus der Luft bildet es den sauren Regen, der zum Waldsterben beiträgt und große Schäden an Gebäuden anrichtet. Heutzutage ist in Brennstoffen kaum noch Schwefel enthalten.

Der Ausstoß und die Zusammensetzung der Abgase hängen stark vom im Auto verbauten Motor, vom Auto selbst und vom Fahrstil ab.

Was können wir gegen Autoabgase tun?

Abgase schaden nicht nur dem Menschen, sondern auch der Umwelt. Es gibt viele Forschungen, um diese Schadstoffe zu minimieren. Eine Lösung sind Katalysatoren. Durch sie kann ein Teil der schädlichen Abgase in weniger schädliche Substanzen umgewandelt werden. So können zum Beispiel mithilfe eines Katalysators Stickoxide zu Stickstoff reduziert werden, Kohlenstoffmonoxide können zu Kohlenstoffdioxid oxidiert werden und nicht verbrannter Kohlenwasserstoff kann zu Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid oxidiert werden.
Die Katalysatoren können zwar Schadstoffe in den Abgasen reduzieren, aber nicht vollständig eliminieren. Zudem produzieren sie selbst zusätzliche Schadstoffe.

Um die Umwelt also wirklich zu schützen und die Ressourcen der Natur zu schonen, sollten – so oft es geht – alternative Transportmittel genutzt werden. Mit dem öffentlichen Nahverkehr, dem Fahrrad oder zu Fuß lassen sich bereits viele Wege problemlos bewältigen.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Brennstoffe und Abgase