Abgasreinigung ohne Zusätze

Die Stickoxid-Werte von Dieselfahrzeugen sorgen seit einiger Zeit für Diskussionen.

Selbst Katalysatoren, die diese Schadstoffe mithilfe von Zusätzen wie etwa Harnstoff in Stickstoff zurückverwandeln, wirken erst ab einer Abgastemperatur von 150 Grad Celsius, die unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise im Stadtverkehr, besonders bei Nutzfahrzeugen oftmals nicht erreicht werden. Um die Situation zu verbessern, arbeiten Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich gemeinsam mit der RWTH Aachen und Industriepartnern im Projekt DeNOx an einem neuartigen Katalysatortyp, der Stickoxide (NOx) nahezu vollständig und ohne Zusätze aus den Abgasen von Verbrennungsmotoren entfernt.
Wenn alles gut läuft, kann innerhalb von drei Jahren ein Prototyp fertig gestellt werden, der von den beteiligten industriellen Partnern direkt für die Integration in neue Fahrzeugmodelle übernommen werden kann. Impulse für die Materialentwicklung kommen aus der Brennstoffzellenforschung. Die Basis bilden Materialien für keramische Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFC), die  bereits sehr erfolgreich seit über 10 Jahren in einem Langzeitversuch betrieben werden. Durch geschickte Veränderungen eines Kathodenwerkstoffes wollen Wissenschaftler des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung (IEK-1) nun einen neuen NOx-Speicher schaffen, mit dessen Hilfe sich die Stickoxide in einem Kreislaufsystem abbauen lassen.  Anders als bisher üblich werden die verschiedenen Stufen der Abgasreinigung nicht in getrennten Einheiten hintereinander angeordnet. Stattdessen werden die unterschiedlichen Funktionalitäten mithilfe der neu zu entwickelnden Materialien direkt in eine Katalysatoreinheit integriert. Im Prinzip ist ein solcher Katalysator nichts anderes als eine umschaltbare Chemiefabrik: Der Prozess beginnt mit der Einlagerung der Stickoxide im Katalysator. Ist der maximale Füllstand erreicht, werden diese durch eine kurzzeitige Änderung der Motoreinstellung und mithilfe der neuen Katalysatormaterialien in Ammoniak überführt, der wiederum eingespeichert wird. Der mit Ammoniak gefüllte Speicher kann nun sehr effizient im normalen Fahrbetrieb die Stickoxide in harmlosen Stickstoff umwandeln. Ist das Ammoniakreservoir aufgebraucht, beginnt der Prozess von vorn.  
Copyright: Forschungszentrum Jülich / J. Dornseiffer – Aufbau eines neuartigen Katalysators zur Umwandlung von Stickoxiden in Stickstoff

AK
14.11.17