Erdöl hat bei niedrigen Temperaturen die unangenehme Eigenschaft, wachsartig zu erstarren. Pipelines und Dieselmotoren verstopfen deshalb im Winter sehr leicht. Das kann nicht nur für die Fahrer von Dieselfahrzeugen sehr ärgerlich sein, Betreibern von Erdölförderanlagen verursachen verstopfte Pipelines jährlich Schäden in Millionenhöhe. Ursache ist, wie bei allen Flüssigkeiten, die Bildung von Kristallen, die bei Alkanen, den Hauptbestandteilen von Erdöl, an der Oberfläche der Flüssigkeit stattfindet. Bei Kontakt mit Luft bilden Alkane sogar schon oberhalb ihres Schmelzpunktes eine feste Schicht aus. Wie dies mit einfachen Mitteln verhindert werden könnte, zeigte Dr. Inez Weidinger aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Helmut Baumgärtel am Institut für Physikalische und Theoretische Chemie an der Freien Universität Berlin. Für ihre Dissertation erhielt sie Anfang Dezember in Hamburg den zweiten Preis des Shell-She-Study Awards.

Inez Weidinger untersuchte das Gefrierverhalten von Alkanen mit Hilfe einer elektrodynamischen Falle. Die Methode erlaubt es, einzelne geladene Tropfen lange Zeit in der Schwebe zu halten. Für die Entwicklung dieser Methode erhielt Wolfgang Paul 1989 den Physiknobelpreis. Da die Tropfen keinen Wandkontakt besitzen, ist es möglich, sie stark zu unterkühlen. Gewöhnliche Wassertropfen, wie sie in Wolken vorkommen, können auf diese Weise bis auf minus 37 Grad Celsius abgekühlt werden, ohne zu gefrieren. Denn für die meisten Flüssigkeiten gilt, dass ihr Erstarren an einem Kristallisationskeim beginnt, der sich an einer Wandfläche bildet. Im Gegensatz dazu verhalten Alkane sich grundlegend anders, sie gefrieren von der Oberfläche her und lassen sich deshalb nicht unterkühlen. Weidingers Arbeit zeigt jedoch, dass durch die Zugabe von oberflächenaktiven Substanzen wie Lösungsmitteln das Erstarren der Oberflächen herabgesetzt und das Verstopfen von Pipelines und Motoren womöglich verhindert werden kann.

Isabel Pasch

Foto: UNICOM

Dr. Inez Weidinger, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Takustraße 3. 14195 Berlin, Telefon: 030/83855348, Fax: 030/83856612,
E-Mail: weidinge@chemie.fu-berlin.de