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06.11.2017 | Abgasnachbehandlung | Nachricht | Onlineartikel

Dynamischer Katalysator verringert Emissionen beim Kaltstart

Autor:
Patrick Schäfer

Ein neues Katalysatorkonzept soll den Schadstoffausstoß in der Kaltlaufphase und im Stadtverkehr deutlich senken. Möglich soll dies aufgrund einer steuerbaren Wechselwirkung zwischen Platin und Ceroxidträger werden.

Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) zeigen das am Beispiel eines Diesel-Oxidationskatalysators (DOC), in dem Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid nachverbrannt werden. Dabei beobachteten die Wissenschaftler die Wechselwirkungen zwischen dem Ceroxidträger und dem aufgebrachten Platin. Sie fanden heraus, dass der Zustand des Platins sehr empfindlich auf die Zusammensetzung und die Temperatur des Abgases reagiert.

Ausgehend von dieser dynamischen Katalysatoroberfläche wollen die Forscher die benötigte Katalyseaktivtät während des Betriebs gezielt steuern, indem sie die Platin-Aktivkomponente optimal justieren. Das würde die Katalysatorleistung beim Kaltstart von Verbrennungsmotoren und während Fahrten im Stadtverkehr deutlich verbessern. "Das Besondere ist, dass wir die Größe und den Zustand der Edelmetall-Nanopartikel auf der Katalysatoroberfläche einstellen können. Die eingesetzten Methoden ermöglichen es uns, dies unter relevanten und sogar realen Arbeitsbedingungen zu nutzen und direkt die katalytische Aktivität der Materialien einzustellen", sagt Andreas Gänzler, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Instituts für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP) des KIT. Außerdem sollen sie zu kostengünstigeren Katalysatoren führen, da der Edelmetallgehalt dadurch um bis zu 50 Prozent verringert werden könne.

Dynamisches Katalysatorkonzept

Erforscht wurden die strukturellen Veränderungen auf atomarer Ebenen unter anderem mit Hilfe der Elektronenmikroskopie. Die Röntgenabsorptionsspektroskopie ermöglichte es, die Prozesse unter realistischen Abgasbedingungen aufzudecken. Vorgestellt wurde die Studie "Tuning the Structure of Platinum Particles on Ceria In Situ for Enhancing the Catalytic Performance of Exhaust Gas Catalysts" in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie". 

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