Neuer Katalysator reinigt Abgase ohne Zusätze

Neuer Katalysator reinigt Abgase ohne Zusätze
Aufbau des neuartigen Katalysators. (Grafik: fz-juelich.de, Jürgen Dornseiffer)

Jülich – Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich entwickeln zusammen mit Kollegen der RWTH Aachen und den Industriepartnern Ford, Deutz, Sasol, FEV, Umicore sowie Clariant derzeit einen neuen Katalysator, der Stickoxide (NOx) nahezu vollständig und ohne Zusätze aus den Abgasen von Verbrennungsmotoren entfernt.

Saubere Luft in Städten
Bei einem Erfolg des Projekts «DeNOx» könnten die weltweit strengen Normen für die Stickoxid-Emissionen von Dieselfahrzeugen eingehalten und somit die Luftqualität insbesondere in den Städten entscheidend verbessert werden, so die Experten. «Wir stehen mit unserer Forschung noch ganz am Anfang. Aber wenn alles gut läuft, werden wir innerhalb von drei Jahren einen Prototyp fertigstellen, der von den beteiligten industriellen Partnern direkt für die Integration in neue Fahrzeugmodelle übernommen werden kann», sagt Jürgen Dornseiffer vom Forschungszentrum Jülich.

Impulse für die Materialentwicklung kommen aus der Brennstoffzellenforschung. Die Basis für die Innovation bilden Materialien für keramische Hochtemperaturbrennstoffzellen, die am Forschungszentrum Jülich bereits erfolgreich seit über zehn Jahren in einem Langzeitversuch betrieben werden. Durch Veränderungen eines Kathodenwerkstoffes wollen die Wissenschaftler nun einen neuen NOx-Speicher schaffen, mit dessen Hilfe sich die Stickoxide in einem Kreislaufsystem abbauen lassen.

Neue Materialien im Fokus
Anders als bisher werden die verschiedenen Stufen der Abgasreinigung nicht in getrennten Einheiten hintereinander angeordnet. Stattdessen sind die unterschiedlichen Funktionalitäten mithilfe der neu zu entwickelnden Materialien 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 kurze Änderung der Motoreinstellung und mithilfe der neuen Materialien in Ammoniak überführt, der eingespeichert wird. Der mit Ammoniak gefüllte Speicher kann nun im normalen Fahrbetrieb die Stickoxide in harmlosen Stickstoff umwandeln. Ist das Ammoniakreservoir aufgebraucht, beginnt der Prozess von vorn. (pte/mc/ps)

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