Image: Frischluft in der Rush HourFERCHAUFERCHAUModerne Luftfilter sorgen für Frischluft im Auto. | deepblue4you
TechnikLuftfilter für Autos

Frisch­luft in der Rush Hour

Lesezeit ca.: 4 Minuten

Oliver Jesgulke

freier Journalist

In vielen Städten ist die Luftqualität aufgrund des hohen Verkaufs­auf­kom­mens schlecht. Dank innovativer Filtertech­no­logie wird der Autoinsasse davor geschützt.

16. April 2019

Die Belastung der Luft mit Stickstoff­di­oxid (NO2) durch Dieselfahr­zeuge in deutschen Ballungs­zen­tren und drohende Fahrverbote sind im Fokus öffentli­cher Diskussionen. Im Jahr 2017 wurde der erlaubte Jahresmit­tel­wert von 40 Mikrogramm nach neuesten Auswertungen des Umweltbun­des­amtes in 65 deutschen Städten überschritten. Das betrifft nicht nur Anwohner, Fußgänger und Radfahrer - auch die Belastung für den Autofahrer im Innenraum eines Wagens kann sehr hoch sein. Immerhin werden während der Autofahrt mehr als 100.000 Liter Luft pro Stunde in den Wagen geleitet. Und das besonders an roten Ampeln, auf Autobahnen und zur Rush Hour. Wie kommt es dazu?

Für Studien untersuchen Forscher des Instituts für Umweltphysik der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg regelmäßig die Innenraum­luft von Autos im Stadt- und Autobahn­ver­kehr. Dazu wird die Umgebungs­luft angesaugt und einem mobilen NO2-ICAD-Messinstru­ment im Kofferraum zugeführt. Die Ansaugpunkte befinden sich im Motorraum jeweils direkt vor der Luftansau­gung und hinter dem Gebläse für den Innenraum. Die Luft wird innerhalb des Messgeräts zunächst mit blauem LED-Licht durchleuchtet. Ein Teil dieser Strahlung wird von Stickstoff­di­oxid-Molekülen absorbiert und anschlie­ßend von einem Kompaktspek­tro­meter analysiert. Hierdurch kann die NO2-Konzentra­tion eines vorausfah­renden Fahrzeugs, die der Insasse ausgesetzt ist, genau bestimmt werden.

Schadstoffe signifikant höher im Innenraum

In einem Test im Düsseldorfer Stadtver­kehr kletterten die Werte im Innenraum auf bis zu 90 Mikrogramm pro Kubikmeter, auf der Autobahn waren sie gleich doppelt so hoch und bei Tunnelfahrten wurden Spitzenwerte bis knapp 480 Mikrogramm erzielt – also das Zwölffache des zulässigen Mittelwertes. Die Sensoren an den stationären Messstationen dagegen ermitteln die Werte oft in einer Höhe, in der Luftverwir­be­lungen die NO2-Konzentra­tion bereits verringert haben.

Bei den Untersuchungen der Heidelberger Forscher im Fahrzeug wurden allerdings herkömmliche Standard­par­ti­kel­filter für die Lüftung verwendet. Sogenannte Aktivkoh­le­filter, die in den meisten Modellen zum Einsatz kommen, reduzieren laut einer ADAC-Studie die NO2-Belastung dagegen um über 90 Prozent. Derartige Filter bestehen aus mehreren Schichten Vlies- und Aktivkohle. Diese sind kostengünstig für sämtliche Fahrzeug­klassen erhältlich und können je nach Ausführung Pollen, Feinstaub und Ruß aus dem Innenraum fernhalten. Sie filtern auch chemische Gerüche heraus, wie zum Beispiel von Scheiben­wasch­flüs­sig­keit.

Luft wie aus den Weiten Schwedens

Eingeführt wurden erste Kabinenraum­filter Ende der 1970er-Jahre in Modellen von Saab. Seitdem hat sich viel getan: Der Hersteller Volvo preist seine Sonderaus­stat­tung „CleanZone“ mit dem Versprechen an, dass der Fahrer darin „schwedische Luft“ atme. Verunrei­ni­gungen wie Partikel, Gerüche, Stickstoff­oxiden und Ozon werden von einem vollauto­ma­ti­schen Luftreini­gungs­system ausgeschieden. Herzstück ist neben einem Multifilter mit Aktivkoh­le­schicht ein sogenannter Luftgüte­sensor, der auch in anderen Automarken zum Einsatz kommt und permanent die Qualität der einströmenden Luft misst. Lässt diese nach, etwa bei der Fahrt durch einen Tunnel mit hoher Abgaskon­zen­tra­tion, regelt das Steuergerät die Mischklappen der Klimaanlage und schaltet auf Umluftbe­trieb. In den Premiummo­dellen von Volvo informiert ein Display die Insassen darüber, wenn sich die Luftqualität im Innenbereich verschlech­tert. Ein Symbol ändert seine Farbe von Blau zu Grau, wenn man beispiels­weise ein Fenster öffnet oder wenn man die Funktion ausstellt.

Schadstoff­frei wie im Reinraum

Luft lässt sich ebenso mit elektrischer Energie säubern. So genannte Ionisierer polen dabei Moleküle in Negativ-Ionen, die kleinste Schadstoffe, Pollen und Milben binden. Sie kommen zumeist im Oberklas­sen­seg­ment von Audi und Mercedes Benz vor. Tesla-CEO Elon Musk warb während der verheerenden Waldbrände in Kalifornien 2018 für den HEPA-Filter, auch Schwebstoff­filter genannt, der ebenso in Operations­räumen, Intensiv­sta­tionen und Reinräumen zum Einsatz kommt. Dieser besteht aus Glasfaser­matten mit einem Partikel­filter, der Bakterien, Pollen und flüchtige organische Verbindungen wie Formaldehyd und Ammoniak mit einer Größe bis zu 0,3 Mikrometer aus der Luft entfernt. Zusammen mit dem „Bioweapon Defense Mode“ beträgt der Abscheide­grad der Baureihen Model S und X laut dem kaliforni­schen Elektro-Pionier dadurch 99.97 Prozent. Das System wurde nach Angaben von Tesla in Staus, bei Fahrten durch Sumpfland­schaften, entlang von Müllkippen und in chinesischen Großstädten getestet. Und der Hersteller ging noch einen Schritt weiter: Ingenieure stellten ein Fahrzeug unter eine Dunstglocke und setzten es hochgradig kontaminierter Luft aus. Binnen zwei Minuten reduzierte das System den Schmutz in der Luft auf einen nicht mehr messbaren Wert.

Saubere Luft als Herkules­auf­gabe

Jede Fahrt in einem hermetisch abgeschlos­senen und von Schadstoffen gereinigten Fahrzeug ist mal zu Ende, und dann müssen die Passagiere wieder „ungefilterte“ Außenluft atmen. Der Anteil von Hybrid- und Elektrofahr­zeugen wird weiter steigen müssen, um das Luftproblem vor allem in den Ballungs­zen­tren dauerhaft zu lösen. Der Erfolg wird letztend­lich auch von intelligenten Verkehrs­kon­zepten und Infrastruk­tur­pro­jekten abhängen, wie beispiels­weise Stelen aus Mooskultur und gigantische Luftfilter­türme, die Ionisations- und Filtertech­niken nutzen, um Smog aufzufangen und zu reinigen.