Die Zukunft der heterogenen Katalyse im Automobil; „Turbulente“ Katalysatoren für Otto- und Dieselanwendungen

Autoren

Dipl.-Ing. W. Maus, Dipl.-Ing. R. Brück, EMITEC Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, Lohmar

Jahr

2005

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 595

Zusammenfassung

Die Entwicklung der Katalysatortechnologie für den automobilen Bereich begann in den 60er Jahren. Aus der chemischen Industrie wurden zunächst die als hocheffektiv bekannten Schüttgutkatalysatoren mit sehr gutem, einer turbulenten Strömung vergleichbarem, Stofftransport übernommen. Mechanische Schwingungen und Gaspulsationen führten zu Abrasion. Daher wurde dieser Weg aus Gründen der Dauerhaltbarkeit verlassen und zunächst metallische Wabenkörper, die in Raffinerieprozessen eingesetzt wurden, verwendet. Diese Folien-Substrate waren ebenfalls nicht dauerhaltbar, da die Verbindungsverfahren zur Herstellung monolithischer Strukturen noch nicht zur Verfügung standen. Keramische, monolithische Wabenkörper wurden später entwickelt, die ebenfalls mit katalytisch aktiver Beschichtung versehen waren. Der Nachteil monolithischer Wabenkörper besteht allerdings in der laminaren Kanalströmung, die den Stofftransport und damit die volumenspezifische katalytische Wirksamkeit begrenzt. Neuartige Katalysatorträger-Entwicklungen für Otto- und Dieselmotoren nutzen den Effekt der „Turbulenz“ gezielt aus. Die Konvertierung der limitierten Abgaskomponenten basiert auf Mechanismen des turbulenten Stofftransports. Im Folgenden werden die zugrunde liegenden Gesetzmäßigkeiten für den Einsatz im automobilen Katalysator hergeleitet und mit Testergebnissen untermauert.

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