DE102019109345A1 - Method and cleaning vehicle for reducing the concentration of at least one air pollutant in ambient air - Google Patents
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Abstract
Beschrieben und dargestellt ist ein Verfahren zum Verringern der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in einer Umgebungsluft (15) durch wenigstens ein elektrisch angetriebenes, wenigstens eine elektrochemische oder elektrokatalytische Reinigungseinrichtung (10) aufweisendes Reinigungsfahrzeug, bei dem wenigstens ein Messfahrzeug (2) durch ein Einsatzgebiet (1) fährt und währenddessen an unterschiedlichen Orten eine mit der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in der Umgebungsluft (15) korrelierte Messgröße erfasst sowie wenigstens eine mit der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in der Umgebungsluft (15) und dem zugehörigen Ort korrelierte Belastungsinformation an verschiedenen Stellen im Einsatzgebiet (1) an eine Steuereinheit weitergibt, die Einfluss auf die Route wenigstens eines Reinigungsfahrzeugs im Einsatzgebiet (1) und/oder auf den Ladezustand und/oder die Reichweite wenigstens eines Reinigungsfahrzeugs nimmt und bei dem das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug während der Route durch das Einsatzgebiet (1) wenigstens abschnittsweise mithilfe der wenigstens einen Reinigungseinrichtung (10) den wenigstens einen Luftschadstoff wenigstens teilweise aus der Umgebungsluft (15) entfernt.A method is described and shown for reducing the concentration of at least one air pollutant in an ambient air (15) by means of at least one electrically driven cleaning vehicle having at least one electrochemical or electrocatalytic cleaning device (10), in which at least one measuring vehicle (2) travels through an area of application (1 ) runs and meanwhile at different locations a measured variable correlated with the concentration of at least one air pollutant in the ambient air (15) is recorded as well as at least one load information correlated with the concentration of at least one air pollutant in the ambient air (15) and the associated location at different locations in the area of operation ( 1) passes on to a control unit which influences the route of at least one cleaning vehicle in the operational area (1) and / or the state of charge and / or the range of at least one cleaning vehicle and in which the at least one cleaning vehicle During the route through the area of operation (1), the at least one cleaning device (10) at least partially removes the at least one air pollutant from the ambient air (15) at least partially.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in einer Umgebungsluft durch wenigstens ein Reinigungsfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Reinigungsfahrzeug zur Verwendung in einem solchen Verfahren.The invention relates to a method for reducing the concentration of at least one air pollutant in ambient air by means of at least one cleaning vehicle. The invention also relates to a cleaning vehicle for use in such a method.
Es sind bereits Reinigungsfahrzeuge bekannt, die Reinigungseinrichtungen zur Abscheidung oder Umsetzung von Luftschadstoffen aus der Umgebungsluft mitführen. Diese Reinigungseinrichtungen können während der Fahrt des Reinigungsfahrzeugs betrieben werden. Dazu saugt die Reinigungseinrichtung Umgebungsluft an und leitet diese der Reinigungseinrichtung zu, in der wenigstens ein Luftschadstoff, wie beispielsweise NOx abgeschieden wird. Hierzu kommen insbesondere sogenannte SCR-Verfahren (Selective Catalytic Reduction oder Selektive Katalytische Reduktion) in Frage, bei denen NOx unter Zugabe von Ammoniak (NH3) oder einem vergleichbaren Agenz an einem geeigneten Katalysator zu Stickstoff reduziert wird. Die auf diese Weise behandelte Umgebungsluft wird anschließend wieder an die Umgebung zurückgeführt. Auf entsprechende Weise soll die Fahrt des Reinigungsfahrzeugs gleichzeitig zur Verringerung bestimmter Luftschadstoffe genutzt werden.Cleaning vehicles are already known which carry cleaning devices for separating or converting air pollutants from the ambient air. These cleaning devices can be operated while the cleaning vehicle is in motion. For this purpose, the cleaning device sucks in ambient air and feeds it to the cleaning device, in which at least one air pollutant, such as NO x, is separated. For this purpose, so-called SCR processes (Selective Catalytic Reduction or Selective Catalytic Reduction) come into consideration, in which NO x is reduced to nitrogen with the addition of ammonia (NH 3 ) or a comparable agent on a suitable catalyst. The ambient air treated in this way is then returned to the environment. In a corresponding way, the journey of the cleaning vehicle should be used at the same time to reduce certain air pollutants.
Die hierbei zu erzielenden Ergebnisse sind jedoch nicht zufriedenstellend. So ist insbesondere die Abscheidung des wenigstens einen Luftschadstoffs bezogen auf den apparativen und verfahrenstechnischen Aufwand als unzureichend anzusehen.However, the results to be achieved here are not satisfactory. In particular, the separation of the at least one air pollutant is to be regarded as inadequate in relation to the outlay on equipment and process technology.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und das Reinigungsfahrzeug der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine effektivere Abscheidung oder Umsetzung des wenigstens einen Luftschadstoffs erzielt werden kann.Therefore, the present invention is based on the object of designing and developing the method and the cleaning vehicle of the type mentioned at the beginning and described in greater detail in such a way that more effective separation or conversion of the at least one air pollutant can be achieved.
Diese Aufgabe ist gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Verfahren zum Verringern der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in einer Umgebungsluft durch wenigstens ein elektrisch angetriebenes, wenigstens eine elektrochemische oder elektrokatalytische Reinigungseinrichtung aufweisendes Reinigungsfahrzeug,
- - bei dem wenigstens ein Messfahrzeug (
2 ) durch ein Einsatzgebiet fährt und währenddessen an unterschiedlichen Orten eine mit der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in der Umgebungsluft korrelierte Messgröße erfasst, - - bei dem das wenigstens eine Messfahrzeug (
2 ) mit wenigstens einer Messeinrichtung wenigstens eine mit der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in der Umgebungsluft und dem zugehörigen Ort korrelierte Belastungsinformation an verschiedenen Stellen im Einsatzgebiet an eine Steuereinheit weitergibt, - - bei dem die Steuereinheit anhand der wenigstens einen Belastungsinformation und, bedarfsweise, anhand von Informationen betreffend den Ladezustand und/oder die Reichweite wenigstens eines Reinigungsfahrzeugs Einfluss auf die Route wenigstens eines Reinigungsfahrzeugs im Einsatzgebiet nimmt und/oder anhand der wenigstens einen Belastungsinformation und anhand der Route des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs im Einsatzgebiet Einfluss auf den Ladezustand und/oder die Reichweite wenigstens eines Reinigungsfahrzeugs nimmt,
- - bei dem das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug während der Route durch das Einsatzgebiet wenigstens abschnittsweise mithilfe der wenigstens einen Reinigungseinrichtung den wenigstens einen Luftschadstoff wenigstens teilweise aus der Umgebungsluft entfernt.
- - in which at least one measuring vehicle (
2 ) drives through an area of operation and during this time records a measured variable correlated with the concentration of at least one air pollutant in the ambient air at different locations, - - with at least one measuring vehicle (
2 ) uses at least one measuring device to pass on at least one load information item correlated with the concentration of at least one air pollutant in the ambient air and the associated location to a control unit at various points in the area of use, - - in which the control unit uses the at least one load information item and, if necessary, based on information relating to the state of charge and / or the range of at least one cleaning vehicle to influence the route of at least one cleaning vehicle in the area of operation and / or based on the at least one load information item and based on the route of the at least one cleaning vehicle in the area of operation influences the state of charge and / or the range of at least one cleaning vehicle,
- - in which the at least one cleaning vehicle during the route through the area of use at least partially removes the at least one air pollutant from the ambient air with the aid of the at least one cleaning device.
Ferner wird die genannte Aufgabe gemäß Anspruch 14 gelöst durch ein Reinigungsfahrzeug zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Reinigungsfahrzeug elektrisch angetrieben ist und wenigstens eine elektrochemische oder elektrokatalytische Reinigungseinrichtung aufweist, wobei ein mit der wenigstens einen Reinigungseinrichtung verbundener Einlasskanal zum Zuführen von mit dem wenigstens einen Luftschadstoff belasteter Umgebungsluft zu der wenigstens einen Reinigungseinrichtung vorgesehen ist und wobei ein mit der wenigstens einen Reinigungseinrichtung verbundener Auslasskanal zum Abführen von wenigstens teilweise gereinigter Umgebungsluft zurück an die Umgebung vorgesehen ist.Furthermore, the stated object according to claim 14 is achieved by a cleaning vehicle for use in a method according to one of
Die Erfindung sieht also vor, dass das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug elektrisch angetrieben ist, so dass das Reinigungsfahrzeug den wenigstens einen Luftschadstoff nicht selbst ausstößt, um bereits auf diese Weise die Effizienz der Verringerung der Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs zu limitieren. Zudem umfasst das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug eine elektrochemische oder elektrokatalytische Reinigungseinrichtung, so dass der elektrische Antrieb des Reinigungsfahrzeugs gleichzeitig zum Betrieb der Reinigungseinrichtung genutzt werden kann. Hier werden mithin entsprechende Synergien geschaffen, die den Aufwand für die Installation und den Betrieb der Reinigungseinrichtung herabsetzen. Hinzu kommt, dass die Erfindung erkannt hat, dass sich entsprechende Reinigungseinrichtungen in besonderem Maße für die Verringerung der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs eignen. Einerseits ist der Betrieb solcher Reinigungseinrichtungen recht einfach, stabil und unkompliziert. Andererseits erlauben solche Reinigungseinrichtungen auch die Abscheidung bzw. Umsetzung von Luftschadstoffen, die nur in sehr geringen Konzentrationen in der Umgebungsluft enthalten sind. Diese sehr geringen Konzentrationen können aber dennoch bereits im Bereich gesetzlicher Grenzwerte oder darüber liegen.The invention therefore provides that the at least one cleaning vehicle is electrically driven, so that the cleaning vehicle does not itself emit the at least one air pollutant in order to limit the efficiency of the reduction in the concentration of the at least one air pollutant in this way. In addition, the at least one cleaning vehicle comprises an electrochemical or electrocatalytic cleaning device, so that the electric drive of the cleaning vehicle can be used at the same time to operate the cleaning device. Corresponding synergies are therefore created here, which reduce the cost of installing and operating the cleaning device. In addition, the invention has recognized that corresponding cleaning devices are particularly suitable for reducing the concentration of at least one air pollutant. On the one hand is the operation Such cleaning facilities are quite simple, stable and uncomplicated. On the other hand, such cleaning devices also allow the separation or conversion of air pollutants that are only contained in the ambient air in very low concentrations. However, these very low concentrations can already be in the range of legal limit values or above.
Eine weitere Steigerung der Effektivität wird erreicht, indem das Reinigungsfahrzeug nicht einfach vorgegebene Routen im Einsatzgebiet abfährt und dabei kontinuierlich den wenigstens einen Luftschadstoff aus der Umgebungsluft entfernt. Es wird stattdessen wenigstens ein Messfahrzeug eingesetzt, das durch ein Einsatzgebiet fährt und währenddessen an unterschiedlichen Orten eine mit der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in der Umgebungsluft korrelierte Messgröße erfasst. Das Messfahrzeug gibt dann wenigstens eine mit der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in der Umgebungsluft und dem zugehörigen Ort korrelierte Belastungsinformation an verschiedenen Stellen im Einsatzgebiet an eine Steuereinheit weiter. Auf diese Weise kann bedarfsweise eine räumliche Belastungskarte im Einsatzgebiet erstellt werden. Jedenfalls kann so eine Information darüber abgeleitet werden, wo die Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs besonders hoch ist, um bedarfsweise dort gezielt unter Einsatz des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs die Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs zu verringern.A further increase in effectiveness is achieved in that the cleaning vehicle does not simply follow predetermined routes in the area of use and continuously removes the at least one air pollutant from the ambient air. Instead, at least one measuring vehicle is used, which drives through an area of use and during this time records a measured variable correlated with the concentration of at least one air pollutant in the ambient air at different locations. The measuring vehicle then forwards at least one load information item that is correlated with the concentration of at least one air pollutant in the ambient air and the associated location to a control unit at various points in the area of use. In this way, a spatial exposure map can be created in the area of use if necessary. In any case, information can thus be derived about where the concentration of the at least one air pollutant is particularly high in order to reduce the concentration of the at least one air pollutant there in a targeted manner using the at least one cleaning vehicle.
Um anhand der Messwerte hinsichtlich der Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug effizient einsetzen und effektiv nutzen zu können, ist vorgesehen, dass die Steuereinheit anhand der wenigstens einen Belastungsinformation Einfluss auf die Route des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs im Einsatzgebiet nimmt. Dabei bietet es sich zudem an, wenn dieser Einfluss auf die Route auch anhand von Informationen betreffend den Ladezustand und/oder die Reichweite wenigstens eines Reinigungsfahrzeugs genommen wird. Es soll auf diese Weise sichergestellt werden, dass das Reinigungsfahrzeug die vorgesehene Strecke auch bewältigen kann und dass zusätzlich ausreichend elektrische Energie für den Betrieb der Reinigungseinrichtung wenigstens in bestimmten Bereichen des Einsatzgebiets zur Verfügung steht.In order to be able to use the at least one cleaning vehicle efficiently and effectively based on the measured values regarding the concentration of the at least one air pollutant, it is provided that the control unit uses the at least one load information item to influence the route of the at least one cleaning vehicle in the area of use. It is also advisable if this influence on the route is also taken on the basis of information relating to the state of charge and / or the range of at least one cleaning vehicle. In this way, it should be ensured that the cleaning vehicle can also cover the intended route and that, in addition, sufficient electrical energy is available for the operation of the cleaning device at least in certain areas of the area of use.
Alternativ oder zusätzlich kann aber auch anhand der wenigstens einen Belastungsinformation und anhand der Route des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs im Einsatzgebiet Einfluss auf den Ladezustand und/oder die Reichweite wenigstens eines Reinigungsfahrzeugs genommen werden. In diesem Fall wird der Ladezustand und/oder die Reichweite so angepasst, dass die Reinigungseinrichtung die vorgesehene Route und der wenigstens bereichsweise vorgesehene Betrieb der Reinigungseinrichtung bewältigt werden kann, ohne dass das Reinigungsfahrzeug Gefahr läuft, unterwegs liegen zu bleiben oder die Route abbrechen oder abkürzen zu müssen.Alternatively or additionally, however, the at least one load information item and the route of the at least one cleaning vehicle in the area of use can also be used to influence the state of charge and / or the range of at least one cleaning vehicle. In this case, the state of charge and / or the range is adjusted so that the cleaning device can manage the intended route and the at least regionally intended operation of the cleaning device without the cleaning vehicle running the risk of getting stuck on the way or breaking off or shortening the route have to.
Auf diese Weise wird ein geeigneter Weg geschaffen, dass das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug während der Route durch das Einsatzgebiet wenigstens abschnittsweise und effizient mithilfe der wenigstens einen Reinigungseinrichtung den wenigstens einen Luftschadstoff wenigstens teilweise aus der Umgebungsluft entfernt. So kann letztlich eine gesündere Umgebungsluft erreicht, die Überschreitung von gesetzlichen Grenzwerten hinsichtlich der Konzentration von Luftschadstoffen vermieden und andere Risiken verhindert werden, die sich aus dem Vorhandensein des wenigstens einen Luftschadstoffs ergeben können.In this way, a suitable way is created for the at least one cleaning vehicle to at least partially remove the at least one air pollutant from the ambient air at least partially and efficiently with the aid of the at least one cleaning device during the route through the area of use. In this way, healthier ambient air can ultimately be achieved, the exceeding of legal limit values with regard to the concentration of air pollutants can be avoided and other risks can be prevented that may result from the presence of the at least one air pollutant.
Zum geeigneten Betrieb der wenigstens einen Reinigungseinrichtung weist das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug einen mit der wenigstens einen Reinigungseinrichtung verbundenen Einlasskanal auf, über den Umgebungsluft aus der Umgebung zur Reinigungseinrichtung zugeführt werden kann. Zudem ist die wenigstens eine Reinigungseinrichtung mit einem Auslasskanal verbunden, über den die gereinigte Umgebungsluft wieder an die Umgebung zurückgeführt werden kann. Zur Unterstützung oder zur Aufrechterhaltung der entsprechenden Strömungen der Umgebungsluft kann es bevorzugt sein, wenn dem Einlasskanal, dem Auslasskanal und/oder der wenigstens einen Reinigungseinrichtung ein Gebläse zugeordnet ist.For suitable operation of the at least one cleaning device, the at least one cleaning vehicle has an inlet channel connected to the at least one cleaning device, via which ambient air can be supplied from the environment to the cleaning device. In addition, the at least one cleaning device is connected to an outlet channel via which the cleaned ambient air can be returned to the environment. To support or maintain the corresponding flows of the ambient air, it can be preferred if a fan is assigned to the inlet channel, the outlet channel and / or the at least one cleaning device.
Unter der wenigstens einen Steuereinheit kann eine solche verstanden werden, die im wenigstens einen Reinigungsfahrzeug vorgesehen ist. Es kommen aber insbesondere solche Steuereinheiten in Frage, die als zentrale Steuereinheit außerhalb des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs vorgesehen sind. Das Messfahrzeug und/oder das Reinigungsfahrzeug sind dann vorzugsweise kabellos mit der Steuereinheit verbunden. Dies kann beispielsweise über ein Mobilfunknetz, W-LAN oder ein anderes Funknetz realisiert sein. Die Verwendung einer zentralen Steuereinheit hat dabei den Vorteil, dass der entsprechende Eingriff zentral erfolgen kann und dass die Wartung der Steuereinheit zentral und unabhängig von dem Reinigungsfahrzeug und/oder dem Messfahrzeug erfolgen kann.The at least one control unit can be understood as one that is provided in the at least one cleaning vehicle. In particular, however, those control units come into consideration which are provided as a central control unit outside the at least one cleaning vehicle. The measuring vehicle and / or the cleaning vehicle are then preferably wirelessly connected to the control unit. This can be implemented, for example, via a cellular network, W-LAN or another radio network. The use of a central control unit has the advantage that the corresponding intervention can take place centrally and that the maintenance of the control unit can take place centrally and independently of the cleaning vehicle and / or the measuring vehicle.
Bei dem wenigstens einen Luftschadstoff handelt es sich ganz allgemein um wenigstens eine Komponente der Umgebungsluft, deren Konzentration aus bestimmten Gründen verringert oder begrenzt werden soll. Dabei kann die entsprechende Komponente der Gesundheit von Passanten und Anwohnern schaden. Dies ist aber nicht zwingend, weshalb der Begriff Schadstoff hier vorzugsweise nicht besonders eng verstanden wird, gleichwohl aber eng verstanden werden kann.The at least one air pollutant is generally at least one component of the ambient air, the concentration of which should be reduced or limited for certain reasons. In doing so, the corresponding component of the health of passers-by and Harm residents. However, this is not mandatory, which is why the term pollutant is preferably not understood particularly narrowly here, but can nevertheless be understood narrowly.
Luftschadstoffe werden typischerweise abgeschieden, indem die Komponenten aus der Umgebungsluft entfernt werden, was beispielsweise durch Absorption oder Adsorption erfolgen kann. Bei einer Umsetzung wird der wenigstens eine Luftschadstoff dagegen chemisch umgesetzt und damit in wenigstens einen anderen Stoff umgewandelt. Vor diesem Hintergrund kann bei der vorliegenden Erfindung je nach dem jeweiligen Zusammenhang zwischen einer Abscheidung und einer Umsetzung unterschieden werden. In vielen Fällen wird es vorliegend jedoch auf eine strikte Unterscheidung nicht ankommen. Die Begriffe Abscheidung und Umsetzung können also vorliegend klar unterschieden werden, auch wenn dies nicht zwingend der Fall sein muss.Air pollutants are typically removed by removing the components from the ambient air, which can be done, for example, by absorption or adsorption. In the case of a conversion, however, the at least one air pollutant is chemically converted and thus converted into at least one other substance. Against this background, a distinction can be made between a deposition and a conversion in the present invention, depending on the respective relationship. In many cases, however, a strict distinction will not be important here. The terms separation and implementation can therefore be clearly distinguished in the present case, even if this does not necessarily have to be the case.
Die elektrochemische Reinigungseinrichtung umfasst wenigstens eine elektrochemische Zelle, insbesondere aber einen Zellstack aus einer Vielzahl von gleichartigen elektrochemischen Zellen. Eine Zelle besteht stets aus zwei Halbzellen, die durch eine Membran voneinander getrennt sind. Die Halbzellen weisen jeweils einen Kanal auf, der an Elektroden grenzt, die über eine Spannungsquelle elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Über die Spannungsquelle wird eine Spannung, insbesondere Gleichspannung, an die wenigstens eine Zelle angelegt. In einer der Halbzellen werden von wenigstens einer Verbindung an der Elektrode (Kathode) Elektronen aufgenommen, so dass negativ geladene Ionen entstehen, die dann durch die Membran zur gegenüberliegenden Halbzelle und der dortigen Elektrode (Anode) wandern, wo die entsprechenden Ionen wieder Elektronen abgeben, die über die elektrische Leitung zur gegenüberliegenden Elektrode zurück wandern. Die bei der Elektronenaufnahme und der Elektronenabgabe beteiligten Prozesse bilden regelmäßig eine Redox-Reaktion. Diese Redox-Reaktion erfolgt bedarfsweise ausschließlich aufgrund der angelegten Spannung und dem daraus resultierenden Potentialgefälle zwischen den beiden Elektroden einer Zelle. Reicht dieses Potentialgefälle nicht aus oder nicht für hinreichende Reaktionsgeschwindigkeiten aus, so kann an wenigstens einer der Elektroden ein Katalysator zum Einsatz kommen, der die Aktivierungsenergie für die entsprechende Reaktion herabsetzt. In diesem Fall spricht man von einer elektrokatalytischen und nicht bloß von einer elektrochemischen Umsetzung des wenigstens einen Luftschadstoffs. Wird der Luftschadstoff tatsächlich zu anderen Verbindungen umgesetzt, spricht man zudem zutreffend von einer Umsetzung und nicht bloß von einer Abscheidung.The electrochemical cleaning device comprises at least one electrochemical cell, but in particular a cell stack made up of a multiplicity of similar electrochemical cells. A cell always consists of two half-cells that are separated from one another by a membrane. The half-cells each have a channel which borders on electrodes that are connected to one another in an electrically conductive manner via a voltage source. A voltage, in particular direct voltage, is applied to the at least one cell via the voltage source. In one of the half-cells electrons are absorbed by at least one connection at the electrode (cathode), so that negatively charged ions arise, which then migrate through the membrane to the opposite half-cell and the electrode (anode) there, where the corresponding ions release electrons again, which migrate back via the electrical line to the opposite electrode. The processes involved in the uptake and release of electrons regularly form a redox reaction. If necessary, this redox reaction takes place exclusively on the basis of the applied voltage and the resulting potential gradient between the two electrodes of a cell. If this potential gradient is not sufficient or not sufficient for sufficient reaction rates, a catalyst can be used on at least one of the electrodes which reduces the activation energy for the corresponding reaction. In this case, one speaks of an electrocatalytic and not just an electrochemical conversion of the at least one air pollutant. If the air pollutant is actually converted into other compounds, one speaks correctly of a conversion and not just of a separation.
Die beschriebene elektrochemische Umsetzung, insbesondere die elektrokatalytische Umsetzung des wenigstens einen Luftschadstoffs, wird nachfolgend exemplarisch am Beispiel der elektrokatalytischen Reduktion von Stickoxiden (NOx) beschrieben. Die Umgebungsluft wird einer Halbzelle zugeführt, wobei die Stickoxide (NOx) an einer Elektrode (Kathode) mit einem Katalysator (z.B. Nickeloxid - NIO) unter Aufnahme von Elektronen zu molekularem Stickstoff (N2) und Sauerstoffionen (O-2) umgesetzt werden. Bedarfsweise können die Elektroden auch gänzlich aus einem Katalysator bestehen. Die Sauerstoffionen wandern nun durch die Membran, insbesondere Feststoffmembran, zur gegenüberliegenden Elektrode (Anode), an der die Sauerstoffionen unter Bildung molekularen Sauerstoffs (O2) die aufgenommenen Elektronen wieder abgeben. Über das angelegte Potentialgefälle wandern die Elektronen um die Zelle herum zur Kathode, wo der Prozess erneut beginnt. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf den Artikel
Der besseren Verständlichkeit halber und zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen werden nachfolgend das Verfahren und das Reinigungsfahrzeug gemeinsam beschrieben, ohne jeweils im Einzelnen zwischen dem Verfahren und dem Reinigungsfahrzeug zu unterscheiden. Anhand des jeweiligen Kontextes ist für den Fachmann jedoch ersichtlich, welche Merkmale jeweils für das Verfahren und das Reinigungsfahrzeug besonders bevorzugt sind.For the sake of better understanding and to avoid unnecessary repetitions, the method and the cleaning vehicle are described together below, without distinguishing in each case between the method and the cleaning vehicle. On the basis of the respective context, however, it is clear to the person skilled in the art which features are particularly preferred for the method and the cleaning vehicle.
Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist der wenigstens eine Luftschadstoff wenigstens ein Stickoxid (NOx), Schwefeldioxid (SO2), wenigstens eine flüchtige organische Verbindung (Volatile Organic Compound - VOC) und/oder Kohlendioxid (CO2). Diese Verbindungen sind meist in der Umgebungsluft enthalten und in höheren Konzentrationen unerwünscht. Zudem sind die Verbindungen elektrochemisch, insbesondere elektrokatalytisch, umsetzbar.In a first particularly preferred embodiment of the method, the at least one air pollutant is at least one nitrogen oxide (NO x ), sulfur dioxide (SO 2 ), at least one volatile organic compound (VOC) and / or carbon dioxide (CO 2 ). These compounds are mostly contained in the ambient air and are undesirable in higher concentrations. In addition, the compounds can be converted electrochemically, in particular electrocatalytically.
Besonders zweckmäßig hat es sich für eine effektive Verringerung der Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs erwiesen, wenn wenigstens eine elektrokatalytische Reinigungseinrichtung verwendet wird, die als Katalysator wenigstens ein Metalloxid, insbesondere Kupferoxid, Eisenoxid, Nickeloxid, Zirkoniumoxid und/oder Aluminiumoxid, aufweist.It has proven particularly expedient for an effective reduction in the concentration of the at least one air pollutant if at least one electrocatalytic Cleaning device is used which has at least one metal oxide, in particular copper oxide, iron oxide, nickel oxide, zirconium oxide and / or aluminum oxide, as a catalyst.
Um die Reinigungseinrichtung effizient einsetzen zu können, bietet es sich an, wenn das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug während der Route durch das Einsatzgebiet wenigstens an dem zu der wenigstens einen Belastungsinformation zugehörigen Ort mithilfe der wenigstens einen Reinigungseinrichtung den wenigstens einen Luftschadstoff wenigstens teilweise aus der Umgebungsluft entfernt. Wenn also an einem bestimmten Ort eine Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs festgestellt worden ist, die einen effektiven Einsatz der wenigstens einen Reinigungseinrichtung an dem entsprechenden Ort erwarten lässt, kann diese Information genutzt werden, um wenigstens an diesem Ort oder wenigstens an vergleichbaren Orten die Reinigungseinrichtung in Betrieb zu nehmen. Dabei kann das Reinigungsfahrzeug den wenigstens einen entsprechenden Ort ohnehin passieren, oder die Steuereinheit kann die Route so beeinflusst haben, dass das Reinigungsfahrzeug gezielt diesen wenigstens einen entsprechenden Ort passiert.In order to be able to use the cleaning device efficiently, it is advisable if the at least one cleaning vehicle at least partially removes the at least one air pollutant from the ambient air with the aid of the at least one cleaning device during the route through the area of use at least at the location associated with the at least one load information item. If, therefore, a concentration of the at least one air pollutant has been determined at a certain location that suggests effective use of the at least one cleaning device at the corresponding location, this information can be used to put the cleaning device in at least at this location or at least at comparable locations To put into operation. The cleaning vehicle can pass the at least one corresponding location anyway, or the control unit can have influenced the route in such a way that the cleaning vehicle specifically passes this at least one corresponding location.
Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug während der Route durch das Einsatzgebiet in Abhängigkeit von dem aktuellen Ladezustand und/oder der aktuellen Reichweite des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs wenigstens an dem zu der wenigstens einen Belastungsinformation zugehörigen Ort mithilfe der wenigstens einen Reinigungseinrichtung den wenigstens einen Luftschadstoff wenigstens teilweise aus der Umgebungsluft entfernen. Wenn also der aktuelle Ladezustand und/oder die aktuelle Reichweite zusammen mit der noch zu bewältigenden Route darauf schließen lässt, dass dem wenigstens einen Reinigungsfahrzeug mehr Energie zur Verfügung steht, als zur Bewältigung der geplanten Route benötigt wird, kann diese überschüssige Energie zum Betrieb der Reinigungseinrichtung genutzt werden. Um die überschüssige Energie effizient zu nutzen, kann die Reinigungseinrichtung wenigstens an einem zu wenigstens einer Belastungsinformation zugehörigen Ort betrieben werden. Dabei kann dann der Ort so ausgewählt werden, dass dieser Ort durch eine relativ hohe Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs gekennzeichnet ist, um die Reinigungseinrichtung und die zur Verfügung stehende Energie besonders effizient einzusetzen. Sofern recht hohe Energiereserven zur Verfügung stehen und/oder in Ermangelung von bekannten Belastungsinformationen entlang der Route, kann die Reinigungseinrichtung auch unabhängig von bestimmten Belastungsinformationen betrieben werden. Anstatt unnötig viel Energie aufzusparen, kann diese bedarfsweise zur Reinigung der Umgebungsluft entlang der jeweiligen Route genutzt werden, auch wenn hierzu keine Belastungsinformationen vorliegen.Alternatively or additionally, the at least one cleaning vehicle can use the at least one cleaning device to remove the at least one air pollutant at least at the location associated with the at least one load information item during the route through the area of use, depending on the current state of charge and / or the current range of the at least one cleaning vehicle partially remove from the ambient air. So if the current state of charge and / or the current range together with the route still to be mastered indicates that the at least one cleaning vehicle has more energy available than is required to master the planned route, this excess energy can be used to operate the cleaning device be used. In order to use the excess energy efficiently, the cleaning device can be operated at least at one location associated with at least one load information item. The location can then be selected such that this location is characterized by a relatively high concentration of the at least one air pollutant in order to use the cleaning device and the available energy particularly efficiently. If very high energy reserves are available and / or in the absence of known load information along the route, the cleaning device can also be operated independently of certain load information. Instead of saving a lot of energy unnecessarily, this can be used to clean the ambient air along the respective route if necessary, even if there is no load information available.
Um zuverlässig und genau Bereiche und deren Erstreckung ermitteln zu können, in denen eine vergleichsweise hohe Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs vorherrscht, kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinheit anhand der wenigstens einen Belastungsinformation und, bedarfsweise, anhand von Informationen betreffend den Ladezustand und/oder die Reichweite des wenigstens einen Messfahrzeugs Einfluss auf die Route des wenigstens einen Messfahrfahrzeugs im Einsatzgebiet nimmt. Dann kann das wenigstens eine Messfahrzeug beispielsweise in einem bestimmten Gebiet erhöhter Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs weitere Messungen machen, um weitere Informationen über die Belastung dieses Gebiets mit dem wenigstens einen Luftschadstoff zu erhalten. Auf Basis dieser Daten kann dann das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug effizienter, und zwar gezielt in dem entsprechenden Gebiet zur Reinigung von Umgebungsluft genutzt werden. In Bezug auf die Einflussnahme der Route des wenigstens einen Messfahrzeugs kann es zweckmäßig sein, den Ladezustand und/oder die Reichweite des wenigstens einen Messfahrzeugs zu berücksichtigen, um dessen Energie anzupassen und/oder zweckmäßig ausnutzen zu können, ohne Gefahr zu laufen, dass das wenigstens eine Messfahrzeug die vorgesehene Route nicht bewältigen kann oder unterwegs liegen bleibt.In order to be able to reliably and accurately determine areas and their extent in which there is a comparatively high concentration of the at least one air pollutant, it can be useful if the control unit uses the at least one load information item and, if necessary, information relating to the state of charge and / or the range of the at least one measuring vehicle influences the route of the at least one measuring vehicle in the area of use. The at least one measuring vehicle can then, for example, make further measurements in a specific area of increased concentration of the at least one air pollutant in order to obtain further information about the pollution of this area with the at least one air pollutant. On the basis of this data, the at least one cleaning vehicle can then be used more efficiently, specifically in the corresponding area, for cleaning ambient air. With regard to influencing the route of the at least one measuring vehicle, it can be useful to take into account the state of charge and / or the range of the at least one measuring vehicle in order to be able to adapt and / or appropriately use its energy without running the risk of at least a measuring vehicle cannot cope with the planned route or breaks down en route.
Das wenigstens eine Messfahrzeug erfasst dann während dem Abfahren der entsprechenden Route durch das Einsatzgebiet mithilfe der wenigstens einen Messeinrichtung wenigstens abschnittsweise Belastungsinformationen, und zwar bedarfsweise anhand von zuvor bereits erfassten Belastungsinformationen. Insbesondere können an wenigstens einem zu einer bestimmten, eine Minimalkonzentration überschreitenden Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in der Umgebungsluft zugehörigen Ort Belastungsinformationen erfasst werden. So können die Route des Messfahrzeugs und der Einsatz der Messeinrichtung durch vorhergehend erfasste Belastungsinformationen beeinflusst sein. In vielen Fällen ist es grundsätzlich interessanter, in Bereichen mit einer relativ hohen Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs an vielen Stellen Messungen vorzunehmen als in Bereichen mit einer relativ geringen Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs.The at least one measuring vehicle then uses the at least one measuring device to record load information at least in sections while driving the corresponding route through the area of use, specifically, if necessary, using previously recorded load information. In particular, exposure information can be recorded at at least one location associated with a specific concentration of at least one air pollutant in the ambient air which exceeds a specific concentration. The route of the measuring vehicle and the use of the measuring device can thus be influenced by previously recorded load information. In many cases it is fundamentally more interesting to carry out measurements at many points in areas with a relatively high concentration of the at least one air pollutant than in areas with a relatively low concentration of the at least one air pollutant.
Wenn als das wenigstens eine Messfahrzeug ein Reinigungsfahrzeug mit wenigstens einer elektrochemischen oder elektrokatalytischen Reinigungseinrichtung verwendet wird, kann das Messfahrzeug bzw. das Reinigungsfahrzeug besonders effektiv eingesetzt werden. Es ist beispielsweise möglich, die Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs gleichzeitig zu messen und zu verringern. Es muss nicht nach dem Messfahrzeug erst ein Reinigungsfahrzeug in dieselbe Gegend geschickt werden, um dort eine Reinigung der Umgebungsluft vorzunehmen. Gleichwohl können aber weitere Reinigungsfahrzeuge in diese Gegend geleitet werden, wenn das eine Reinigungsfahrzeug nicht ausreichend für eine gewünschte Verringerung der Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs in dieser Gegend sein sollte.If a cleaning vehicle with at least one electrochemical or electrocatalytic cleaning device is used as the at least one measuring vehicle, the measuring vehicle or the cleaning vehicle can be used particularly effectively. For example, it is possible to determine the concentration of the at least one air pollutant measure and decrease simultaneously. A cleaning vehicle does not have to be sent to the same area after the measuring vehicle in order to clean the ambient air there. Nevertheless, further cleaning vehicles can be directed into this area if the one cleaning vehicle should not be sufficient for a desired reduction in the concentration of the at least one air pollutant in this area.
Zudem kann das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug, während es entlang der Route durch das Einsatzgebiet fährt, wenigstens abschnittsweise und in Abhängigkeit von der von dem wenigstens einen als Messfahrzeug ausgebildeten Reinigungsfahrzeug, insbesondere zeitgleich, erfassten Belastungsinformation den wenigstens einen Luftschadstoff wenigstens teilweise aus der Umgebungsluft entfernen. Das bedeutet, dass wenigstens abschnittsweise die Reinigungseinrichtung dann aktiviert wird, wenn die Messeinrichtung desselben Fahrzeugs eine hinreichend hohe Konzentration des Luftschadstoffs erkannt hat, die den Einsatz der Reinigungseinrichtung zur effektiven Verringerung der Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs aussichtsreich erscheinen lässt.In addition, the at least one cleaning vehicle, while driving along the route through the area of use, can at least partially remove the at least one air pollutant from the ambient air at least partially and depending on the load information recorded by the at least one cleaning vehicle designed as a measuring vehicle, in particular at the same time. This means that the cleaning device is activated at least in sections when the measuring device of the same vehicle has detected a sufficiently high concentration of the air pollutant that makes the use of the cleaning device to effectively reduce the concentration of the at least one air pollutant appear promising.
Unabhängig davon kann das Reinigungsfahrzeug, während es entlang der Route durch das Einsatzgebiet fährt, in Abhängigkeit von dem aktuellen Ladezustand und/oder der aktuellen Reichweite des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs mithilfe der wenigstens einen Reinigungseinrichtung den wenigstens einen Luftschadstoff wenigstens teilweise aus der Umgebungsluft entfernen. Wenn der Ladezustand und/oder die Reichweite auf überschüssige Energie in Bezug auf die geplante Route schließen lassen, kann diese Energie bedarfsweise zur Reinigung der Umgebungsluft eingesetzt werden, wenn dies als zweckdienlich vermutet wird.Independently of this, the cleaning vehicle, while driving along the route through the area of use, can at least partially remove the at least one air pollutant from the ambient air with the aid of the at least one cleaning device, depending on the current state of charge and / or the current range of the at least one cleaning vehicle. If the state of charge and / or the range indicate excess energy in relation to the planned route, this energy can, if necessary, be used to clean the ambient air if this is suspected to be expedient.
Die Effizienz des Verfahrens insgesamt kann dadurch gesteigert werden, dass als wenigstens eines Reinigungsfahrzeug und/oder als wenigstens eines Messfahrzeug ein Nutzfahrzeug mit einem Laderaum eingesetzt wird. Das Nutzfahrzeug ist dann ohnehin dazu vorgesehen, eine bestimmte Route anzufahren, so dass dann das Erfassen einer Belastungsinformation und/oder das Reinigen von Umgebungsluft ohne erheblichen Mehraufwand durchgeführt werden kann. Dabei bietet es sich insbesondere an, wenn das wenigstens eine Nutzfahrzeug zum Abliefern und/oder Abholen von mehreren Stückgütern entlang der wenigstens einen Route im Einsatzgebiet benutzt wird. Dann lassen sich die Route und der Ladezustand des Fahrzeugs nicht nur nach den abzuliefernden und/oder abzuholenden Stückgütern festlegen, sondern auch anhand beispielweise der Belastungsinformationen beeinflussen. Unter Stückgütern können hier bedarfsweise Packstücke, also umverpackte Stückgüter verstanden werden. Alternativ kann es sich bei den Stückgütern auch um Sendungen wie beispielsweise Paketsendungen handeln.The overall efficiency of the method can be increased by using a utility vehicle with a loading space as at least one cleaning vehicle and / or as at least one measuring vehicle. The utility vehicle is then provided to drive on a specific route anyway, so that load information can then be recorded and / or the ambient air cleaned without significant additional effort. It is particularly advisable here if the at least one utility vehicle is used to deliver and / or pick up several piece goods along the at least one route in the area of use. The route and the state of charge of the vehicle can then not only be determined according to the piece goods to be delivered and / or picked up, but can also be influenced using the load information, for example. As required, piece goods can be understood here as packaging items, that is to say repackaged piece goods. Alternatively, the piece goods can also be shipments such as, for example, parcel shipments.
Wenn von dem wenigstens einen Reinigungsfahrzeug wenigstens eine Information betreffend den Ladezustand und/oder die Reichweite des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs an eine Steuereinheit weitergegeben wird, kann die Steuereinheit anhand dieser Information gezielt Einfluss auf die Route des Reinigungsfahrzeugs und/oder den Betrieb der Reinigungseinrichtung und/oder den Ladezustand und/oder die Reichweite nehmen, um insbesondere nach vorgegebenen Kriterien das Gesamtverfahren effektiver zu gestalten.If at least one piece of information relating to the state of charge and / or the range of the at least one cleaning vehicle is passed on to a control unit by the at least one cleaning vehicle, the control unit can use this information to specifically influence the route of the cleaning vehicle and / or the operation of the cleaning device and / or take the state of charge and / or the range, in particular to make the overall process more effective according to specified criteria.
Das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug kann beispielsweise über eine Brennstoffzelle oder einen anderen Antrieb angetrieben werden, der Strom produziert, wobei dieser Strom bedarfsweise in einer Batterie, insbesondere einem Akkumulator, zwischengespeichert werden kann. Ein Ladezustand kann dann die Menge an mitgeführtem Brennstoff, z.B. Wasserstoff, betreffen. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug ausschließlich über eine Batterie angetrieben wird. Die Ladung dieser Batterie kann dann einfach an die geplante Route angepasst werden, wobei das Laden der Batterie am Startpunkt der Route erfolgen kann. Der Zielpunkt der Route ist dabei bevorzugt identisch mit dem Startpunkt der Route. Das wenigstens eine Reinigungsfahrzeug muss also bedarfsweise genügend elektrische Energie aufweisen, um die Route zu beenden. Am Zielpunkt der Route noch überschüssige Energie mitzuführen, ist dagegen bedarfsweise nicht erforderlich, so dass es zweckmäßig sein kann, überschüssige Energie mittels der wenigstens einen Reinigungseinrichtung zur Reinigung der Umgebungsluft, während das Reinigungsfahrzeug die Route entlang fährt, und/oder zur Messung der Umgebungsluft einzusetzen. In diesem Zusammenhang kann es zudem vorteilhaft sein, wenn die Steuereinheit anhand der wenigstens einen Belastungsinformation und anhand von Informationen betreffend den Ladezustand der Batterie Einfluss auf die Route wenigstens eines Reinigungsfahrzeugs im Einsatzgebiet nimmt.The at least one cleaning vehicle can be driven, for example, via a fuel cell or some other drive that produces electricity, this electricity being able to be temporarily stored in a battery, in particular an accumulator, if required. A state of charge can then be the amount of fuel carried, e.g. Hydrogen. It is particularly useful, however, if the at least one cleaning vehicle is driven exclusively by a battery. The charge of this battery can then easily be adapted to the planned route, with the battery being able to be charged at the starting point of the route. The destination of the route is preferably identical to the starting point of the route. The at least one cleaning vehicle must therefore, if necessary, have enough electrical energy to complete the route. However, it is not necessary to carry excess energy with you at the destination of the route, so that it can be useful to use the excess energy by means of the at least one cleaning device to clean the ambient air while the cleaning vehicle is traveling along the route and / or to measure the ambient air . In this context, it can also be advantageous if the control unit influences the route of at least one cleaning vehicle in the area of use based on the at least one load information item and based on information relating to the state of charge of the battery.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich erhalten, wenn eine ganze Fahrzeugflotte in das Verfahren einbezogen wird. Hier kann das Verfahren bedarfsweise in das Flottenmanagement einbezogen werden. Es werden mithin vorzugsweise mehrere Messfahrzeuge und/oder Reinigungsfahrzeuge eingesetzt. Im Falle von mehreren Messfahrzeugen geben die Messfahrzeuge jeweils die wenigstens eine mit der Konzentration wenigstens eines Luftschadstoffs in der Umgebungsluft und dem zugehörigen Ort korrelierte Belastungsinformation an verschiedenen Stellen im Einsatzgebiet an eine gemeinsame Steuereinheit weiter. Im Falle von mehreren Reinigungsfahrzeugen kann die wenigstens eine Steuereinheit anhand der Belastungsinformation und, bedarfsweise, anhand von Informationen betreffend den Ladezustand und/oder die Reichweite der mehreren Reinigungsfahrzeuge Einfluss auf die Route der Reinigungsfahrzeuge im Einsatzgebiet nehmen.Particularly good results can be obtained if an entire vehicle fleet is included in the process. If necessary, the process can be incorporated into the fleet management. Several measuring vehicles and / or cleaning vehicles are therefore preferably used. In the case of several measuring vehicles, the measuring vehicles each provide the at least one load information item that is correlated with the concentration of at least one air pollutant in the ambient air and the associated location at different levels Transfer to a common control unit in the area of operation. In the case of several cleaning vehicles, the at least one control unit can influence the route of the cleaning vehicles in the area of operation based on the load information and, if necessary, based on information relating to the state of charge and / or the range of the several cleaning vehicles.
Zudem kann die Steuereinheit anhand der wenigstens einen Belastungsinformation und anhand von Routeninformationen betreffend wenigstens eine Route wenigstens eines Reinigungsfahrzeugs Einfluss auf den Ladezustand und/oder die Reichweite des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs nehmen. Wenn es zweckdienlich erscheint, Umgebungsluft in einem bestimmten Gebiet zu reinigen, was wegen der Reinigung und/oder des zurückzulegenden Wegs mehr Energie erfordert, so lässt sich dies bereits vor dem Antritt der Route berücksichtigen, etwa indem die Batterie des Reinigungsfahrzeugs weiter aufgeladen und/oder mehr Brennstoff mitgenommen wird, als es ohne die Reinigung der Umgebungsluft erforderlich wäre.In addition, the control unit can use the at least one load information item and route information relating to at least one route of at least one cleaning vehicle to influence the state of charge and / or the range of the at least one cleaning vehicle. If it seems expedient to clean the ambient air in a certain area, which requires more energy because of the cleaning and / or the distance to be covered, this can be taken into account before starting the route, for example by further charging and / or charging the battery of the cleaning vehicle more fuel is carried than would be necessary without cleaning the ambient air.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit anhand der wenigstens einen Belastungsinformation und anhand von Routeninformationen betreffend die Routen mehrerer Reinigungsfahrzeuge Einfluss auf den Ladezustand und/oder die Reichweite der mehreren Reinigungsfahrzeuge nehmen. Im Falle eines Flottenverbunds kann mithin ermittelt werden, welche Strecken die einzelnen Reinigungsfahrzeuge nehmen sollten und in welchen Abschnitten dieser Routen die Umluft gereinigt werden sollte, um bezogen auf das Gesamtsystem eine besonders effiziente Verringerung der Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs sicherstellen und dabei Synergieeffekte nutzen zu können.Alternatively or additionally, the control unit can use the at least one load information item and route information relating to the routes of several cleaning vehicles to influence the state of charge and / or the range of the several cleaning vehicles. In the case of a fleet network, it can therefore be determined which routes the individual cleaning vehicles should take and in which sections of these routes the circulating air should be cleaned in order to ensure a particularly efficient reduction in the concentration of the at least one air pollutant in relation to the overall system and to be able to use synergy effects .
Es ist im Übrigen denkbar, dass zunächst eine Zwischenspeicherung des wenigstens einen Luftschadstoffs in der wenigstens einen Reinigungseinrichtung erfolgt. Dies kann bevorzugt durch ein Absorbieren und/oder Adsorbieren des wenigstens einen Luftschadstoffs erfolgen. Der Luftschadstoff kann dann anschließend, etwa durch Desorption, elektrochemisch oder elektrokatalytisch umgesetzt werden, und zwar kontinuierlich oder batchweise. Dies kann den weiteren Effekt haben, dass der wenigstens eine Luftschadstoff der Reinigungseinrichtung mit einer höheren Konzentration als in der Umgebungsluft zugeführt werden kann, was zu einer stärkeren Entfrachtung der Umgebungsluft bezogen auf den wenigstens einen Luftschadstoff führen kann.It is also conceivable that the at least one air pollutant is initially temporarily stored in the at least one cleaning device. This can preferably take place by absorbing and / or adsorbing the at least one air pollutant. The air pollutant can then be converted electrochemically or electrocatalytically, for example by desorption, continuously or in batches. This can have the further effect that the at least one air pollutant can be supplied to the cleaning device at a higher concentration than in the ambient air, which can lead to a greater removal of the ambient air in relation to the at least one air pollutant.
Das Messung der Umgebungsluft und/oder das Reinigen der Umgebungsluft ist nicht zwingend auf die Zeiten beschränkt, in denen das wenigstens eine Messfahrzeug und/oder Reinigungsfahrzeug tatsächlich in Bewegung ist. Das Messen und/oder Reinigen der Umgebungsluft kann auch erfolgen, während das Messfahrzeug und/oder Reinigungsfahrzeug hält, etwa an einer Ampel oder in einem sich zurückstauenden Verkehr. Dies vereinfacht beispielsweise die Steuerung des Messfahrzeugs und/oder Reinigungsfahrzeugs während das Messfahrzeug und/oder Reinigungsfahrzeug eine Route im Einsatzgebiet abfährt. Es kann aber auch die wenigstens eine Messeinrichtung und/oder die wenigstens eine Reinigungseinrichtung während eines längeren Stillstands des Messfahrzeugs und/oder Reinigungsfahrzeugs aktiviert bleiben oder bedarfsweise erst aktiviert werden. So kann auch ein längerer Stillstand des Messfahrzeugs und/oder Reinigungsfahrzeugs, etwa wenn das Messfahrzeug und/oder Reinigungsfahrzeug geparkt ist oder die Batterie des Messfahrzeugs und/oder Reinigungsfahrzeugs geladen wird, zum Messen und/oder Reinigen der Umgebungsluft genutzt werden. Dies gilt selbstverständlich insbesondere in den Fällen, in denen das Messfahrzeug und/oder Reinigungsfahrzeug in einem Außenbereich abgestellt ist.The measurement of the ambient air and / or the cleaning of the ambient air is not necessarily limited to the times in which the at least one measuring vehicle and / or cleaning vehicle is actually in motion. The measuring and / or cleaning of the ambient air can also take place while the measuring vehicle and / or cleaning vehicle is stopping, for example at a traffic light or in traffic that is backing up. This simplifies, for example, the control of the measuring vehicle and / or cleaning vehicle while the measuring vehicle and / or cleaning vehicle is traveling a route in the area of use. However, the at least one measuring device and / or the at least one cleaning device can remain activated during a longer standstill of the measuring vehicle and / or cleaning vehicle or, if necessary, can only be activated. A longer standstill of the measuring vehicle and / or cleaning vehicle, for example when the measuring vehicle and / or cleaning vehicle is parked or the battery of the measuring vehicle and / or cleaning vehicle is being charged, can also be used to measure and / or clean the ambient air. Of course, this applies in particular in cases in which the measuring vehicle and / or cleaning vehicle is parked in an outside area.
Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung des Reinigungsfahrzeugs ist die wenigstens eine Reinigungseinrichtung zur Abscheidung und/oder Umsetzung wenigstens eines Luftschadstoffs in Form von Stickoxid (NOx), Schwefeldioxid (SO2), wenigstens einer flüchtigen organischen Verbindung (Volatile Organic Compound - VOC) und/oder Kohlendioxid (CO2) ausgebildet. Diese Verbindungen sind häufig in der Umgebungsluft vorhanden und jedenfalls in höheren Konzentrationen unerwünscht.In a first particularly preferred embodiment of the cleaning vehicle, the at least one cleaning device is for separating and / or converting at least one air pollutant in the form of nitrogen oxide (NO x ), sulfur dioxide (SO 2 ), at least one volatile organic compound (VOC) and / or carbon dioxide (CO 2 ) formed. These compounds are often present in the ambient air and in any case are undesirable in higher concentrations.
Alternativ oder zusätzlich kann die wenigstens eine elektrokatalytische Reinigungseinrichtung als Katalysator wenigstens ein Metalloxid, insbesondere Kupferoxid, Eisenoxid, Nickeloxid, Zirkoniumoxid und/oder Aluminiumoxid, aufweisen, was die entsprechende Umsetzung des wenigstens einen Luftschadstoffs begünstigen kann.Alternatively or additionally, the at least one electrocatalytic cleaning device can have at least one metal oxide, in particular copper oxide, iron oxide, nickel oxide, zirconium oxide and / or aluminum oxide, as a catalyst, which can promote the corresponding conversion of the at least one air pollutant.
Im Übrigen ist die wenigstens eine Messeinrichtung vorzugsweise zum Erfassen wenigstens einer mit der Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs in der Umgebungsluft korrelierten Information ausgebildet. Für den Fall, dass das Messfahrzeug wenigstens eine Reinigungseinrichtung umfasst, kann anhand der mehr oder weniger aktuell erfassten Information betreffend die Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs entschieden werden, ob die Reinigungseinrichtung aktiviert werden sollte oder nicht. Eine Verknüpfung der entsprechenden Information mit dem entsprechenden Ort der Messung zur Bildung einer Belastungsinformation ist dann bedarfsweise entbehrlich, es sei denn, es soll anhand der Messung ein weiteres Reinigungsfahrzeug an der Reinigung der Umgebungsluft in diesem Bereich beteiligt werden. Dann ist es aufgrund der zusätzlichen Ortsinformationen bevorzugt, die Belastungsinformationen zu ermitteln. So kann die wenigstens eine Messeinrichtung zum Erfassen wenigstens einer mit der Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs in der Umgebungsluft und dem zugehörigen Ort korrelierte Belastungsinformation an verschiedenen Stellen im Einsatzgebiet ausgebildet sein. In diesem Fall ist es dann auch nicht erforderlich, dass das Messfahrzeug als Reinigungsfahrzeug ausgebildet ist, auch wenn dies bevorzugt sein wird. Die Reinigung der Umgebungsluft kann dann bedarfsweise einzig durch das zusätzliche Reinigungsfahrzeug vorgenommen werden.Moreover, the at least one measuring device is preferably designed to record at least one item of information correlated with the concentration of the at least one air pollutant in the ambient air. In the event that the measuring vehicle comprises at least one cleaning device, it can be decided on the basis of the more or less currently recorded information relating to the concentration of the at least one air pollutant whether the cleaning device should be activated or not. Linking the corresponding information with the corresponding location of the measurement to form load information is then unnecessary, unless another cleaning vehicle is supposed to clean the ambient air in this based on the measurement Area to be involved. It is then preferable, based on the additional location information, to determine the load information. For example, the at least one measuring device can be designed to detect at least one load information item that is correlated with the concentration of the at least one air pollutant in the ambient air and the associated location at different points in the area of use. In this case, it is then also not necessary for the measuring vehicle to be designed as a cleaning vehicle, even if this is preferred. The cleaning of the ambient air can then, if necessary, only be carried out by the additional cleaning vehicle.
Um die Information betreffend die Konzentration des wenigstens einen Luftschadstoffs zuverlässig mit einer Ortsinformation verknüpfen zu können, bietet es sich an, wenn das Messfahrzeug eine Positionserfassungseinheit aufweist. Diese kann beispielsweise GPS-Daten (Global Positioning System) oder Daten anderer satellitengestützter Systeme zur Positionsbestimmung nutzen. Hinsichtlich des wenigstens einen Reinigungsfahrzeugs kann sich eine Positionserfassungseinheit insbesondere dazu anbieten, dass die Route des Reinigungsfahrzeugs auch noch dann beeinflusst werden kann, während das Reinigungsfahrzeug bereits eine vorgegebene Route entlang fährt. Außerdem kann so nachgehalten werden, ob das Fahrzeug tatsächlich die vorgegebene Route abfährt und wo tatsächlich die Reinigungseinrichtung die Umgebungsluft gereinigt hat.In order to be able to reliably link the information relating to the concentration of the at least one air pollutant with location information, it is advisable if the measuring vehicle has a position detection unit. This can, for example, use GPS data (Global Positioning System) or data from other satellite-supported systems for position determination. With regard to the at least one cleaning vehicle, a position detection unit can in particular be used so that the route of the cleaning vehicle can also be influenced while the cleaning vehicle is already traveling along a predetermined route. In addition, it is possible to track whether the vehicle is actually driving the specified route and where the cleaning device has actually cleaned the ambient air.
Um die Positionsinformationen des Messfahrzeugs und/oder des Reinigungsfahrzeugs und/oder die Belastungsinformationen an die Steuereinheit
Es kann auch wenigstens eine Sende- und Empfangseinrichtung zum Empfangen von Informationen betreffend die Route des Reinigungsfahrzeugs und/oder der Aktivierung der wenigstens einen Messeinrichtung und/oder der Deaktivierung der wenigstens einen Messeinrichtung und/oder der Aktivierung der wenigstens einen Reinigungseinrichtung und/oder der Deaktivierung der wenigstens einen Reinigungseinrichtung vorgesehen sein. Dadurch kann die Route des Reinigungsfahrzeugs und/oder des Messfahrzeugs noch während der Fahrt beeinflusst werden. Es kann auch die Messeinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung gezielt und einfach, insbesondere noch während der Fahrt, aktiviert und deaktiviert werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Betriebseinrichtung zum Steuern der Messeinrichtung und/oder der Reinigungseinrichtung und/oder der Route des Reinigungsfahrzeugs und/oder des Ladezustands und/oder der Reichweite, insbesondere in Abhängigkeit einer mit der Konzentration des Luftschadstoffs korrelierten Information und/oder wenigstens einer Belastungsinformation und/oder wenigstens einer von der wenigstens einen Empfangseinrichtung empfangenen Information vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Reinigung der Umluft effizienter gestaltet und dabei bedarfsweise sehr flexibel und rasch auf wechselnde Voraussetzungen reagiert werden.There can also be at least one transmitting and receiving device for receiving information relating to the route of the cleaning vehicle and / or the activation of the at least one measuring device and / or the deactivation of the at least one measuring device and / or the activation of the at least one cleaning device and / or the deactivation the at least one cleaning device can be provided. As a result, the route of the cleaning vehicle and / or of the measuring vehicle can be influenced while driving. The measuring device and / or the cleaning device can also be activated and deactivated in a targeted and simple manner, in particular while driving. Alternatively or in addition, at least one operating device can be used to control the measuring device and / or the cleaning device and / or the route of the cleaning vehicle and / or the state of charge and / or the range, in particular as a function of information correlated with the concentration of the air pollutant and / or at least one Load information and / or at least one item of information received from the at least one receiving device can be provided. In this way, the cleaning of the circulating air can be made more efficient and, if necessary, can be responded to very flexibly and quickly to changing conditions.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
-
1 ein Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammen mit Mess- und Reinigungsfahrzeugen in einer schematischen Darstellung, -
2 die Kommunikation der Mess- und Reinigungsfahrzeuge mit einer Steuereinheit in einer schematischen Darstellung, -
3 ein Mess- und Reinigungsfahrzeug in einer schematischen Darstellung und -
4 die elektrokatalytische Reinigungseinrichtung eines Mess- und Reinigungsfahrzeugs in einer schematischen Funktionsskizze.
-
1 an area of application of the method according to the invention together with measuring and cleaning vehicles in a schematic representation, -
2 the communication of the measuring and cleaning vehicles with a control unit in a schematic representation, -
3 a measuring and cleaning vehicle in a schematic representation and -
4th the electrocatalytic cleaning device of a measuring and cleaning vehicle in a schematic functional sketch.
In der
Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind alle Fahrzeuge
Aufgrund der entsprechenden Routenplanung und der Vielzahl von in einem Einsatzgebiet
Im Ergebnis nimmt die Steuereinheit also anhand der Belastungsinformationen Einfluss auf die Route, die das Mess- und Reinigungsfahrzeug
Bei der Beeinflussung der Route, bevor das Mess- und Reinigungsfahrzeug
Eine Steuereinheit kann auch als Betriebseinheit in dem Mess- und Reinigungsfahrzeug
Die Steuereinheit kann aber nicht nur steuern, wo auf welche Weise die Umgebungsluft gereinigt wird, sondern auch, wo die Umgebungsluft gemessen wird. Dabei können die Messeinrichtungen der Mess- und Reinigungsfahrzeuge
In der
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die einzelnen Mess- und Reinigungsfahrzeuge
In der
Neben der Betriebseinrichtung
Bedarfsweise ist die Betriebseinheit
Die Messeinrichtung
In der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- Awano, et al. „Advances in Nano-Structured Electrochemical Reaktors for NOx Treatment in the Presence of Oxygen“ Int. J. Appl. Ceram. Technol., Vol. 1, No. 3, 2004, 277-286 [0017]Awano, et al. "Advances in Nano-Structured Electrochemical Reactors for NO x Treatment in the Presence of Oxygen" Int. J. Appl. Ceram. Technol., Vol. 1, No. 3, 2004, 277-286 [0017]
Claims (18)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3132853A1 (en) * | 2022-02-23 | 2023-08-25 | Psa Automobiles Sa | Air purification of an area by a mobile device |
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