TEL

Tetraethylblei (TEL) ist eine organometallische Verbindung, C8H20Pb, die dem Benzin in geringen Konzentrationen, typischerweise 1 bis 3 Gramm pro Liter, zugesetzt wurde, um die Oktanzahl zu erhöhen und Klopfen des Motors zu unterdrücken. Das Molekül besteht aus einem Bleiatom, das an vier Ethylgruppen gebunden ist. Bei der Verbrennung in der Brennkammer zersetzte es sich und verteilte Bleioxide als Partikel im Abgas, die als Radikalfänger wirkten und die unkontrollierte Verbrennung verhinderten, die zum Klopfen führt.

TEL wurde 1921 von Charles Kettering und Thomas Midgley Jr. bei General Motors erstmals synthetisiert, um Klopferscheinungen in hochverdichtenden Verbrennungsmotoren zu lösen. Da die Erdölbestände der 1920er und 1930er Jahre nicht ausreichend natürliche Oktanzahl für moderne Motorenkonstruktionen aufwiesen, wurde TEL weltweit zum dominierenden Antiklopfmittel. Ein einziger Milliliter TEL konnte die Oktanzahl um etwa 10 Punkte erhöhen, was für Raffinerien wirtschaftlich war, um TEL zuzumischen, statt teurere Hydrocracken oder Reforming-Verfahren einzusetzen.

TELs Wirksamkeit machte es vom Mittelalter bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts in Super- und Normalbenzin fast universell. Allerdings sammelte sich Blei aus der Verbrennung in der Atmosphäre, im Boden und in menschlichen Blutkreisläufen an und verursachte Hirnschäden bei Kindern schon bei Konzentrationen im Bereich von Milliardstel Teilen im Blut. Katalytische Wandler, die in den 1970er Jahren zur Emissionskontrolle eingeführt wurden, wurden durch Bleiablagerungen beschädigt, was Druck zur Abschaffung von TEL erzeugte. Die meisten Industrieländer verboten TEL in Straßenkraftstoffen zwischen 1978 und 2000, obwohl es in Flugbenzin (speziell 100LL mit Tetraethylblei) für Hubkolbenflugzeuge bestehen blieb.

Ersatz und Restverwendung

Raffinerien reagierten auf TEL-Verbote durch erhöhte Rohölverarbeitung, Einführung von Methyl-tert-butylether (MTBE) und andere Sauerstoffträger sowie durch Motorenkonstruktionen mit niedrigeren Verdichtungsverhältnissen. Einige Spezialkraftstoffe, besonders in Entwicklungsländern und für Anwendungen außerhalb des Straßenverkehrs, verwendeten TEL bis ins 21. Jahrhundert. Flugbenzin 100LL bleibt die Hauptanwendung im Handel; es enthält 2 Milliliter TEL pro Gallone (etwa 0,56 Gramm pro Liter) und unterliegt einem laufenden Auslaufprozess, wobei bleifrei zertifizierte Alternativen noch genehmigt werden.

Die Geschichte von TEL zeigt ein wiederkehrendes industrielles Problem: eine Technikumsetzung, die ein Problem löst (Motorenklopfen), während sie ein größeres schafft (atmosphärische und neurologische Bleibelastung). Seine Einführung war schnell; seine Entfernung aus dem Kraftstoffsystem dauerte Jahrzehnte und erforderte behördliche Maßnahmen in mehreren Rechtsbereichen. TEL zu verstehen ist notwendig für jeden, der mit älteren Motorspezifikationen, historischen Kraftstoffformulierungen oder den Beschränkungen von Katalytischen Wandlern arbeitet, die das Design der Emissionskontrolle prägten.