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09.07.2018 | Abgasnachbehandlung | Nachricht | Onlineartikel

PSI-Katalysator für Erdgasmotoren verringert Methan-Ausstoß

Autor:
Patrick Schäfer

Forscher des Paul-Scherrer-Instituts haben einen neuen Katalysator für Erdgasmotoren entwickelt. Er soll aufgrund seines neuen Trägermaterials Emissionen auch bei niedrigen Temperaturen verringern können.

Erdgasmotoren zählen zu den klimafreundlicheren Verbrennungsmotoren, da sie etwa ein Drittel weniger an CO2 ausstoßen. Doch die sehr effizienten Magermixmotoren emittieren noch zu viel Methan, weshalb sie in Pkw noch selten zum Einsatz kommen. "Beim Verbrennen von Erd- oder Biogas bleiben recht große Mengen seines Hauptbestandteils Methan übrig. Zudem entsteht auch toxisches Formaldehyd", sagt Oliver Kröcher, Leiter des Labors für Bioenergie und Katalyse am Paul-Scherrer-Institut (PSI).

Mit Palladium-Katalysatoren ließe sich das Problem beheben, jedoch funktionieren diese bei Magermixmotoren nicht ideal. "Herkömmliche Katalysatoren sind im Magermixmotor bei Temperaturen unter 400 Grad noch zu wenig aktiv", sagt Kröcher. Zudem ist die Haltbarkeit zu gering, da das Palladium auf Aluminiumoxid im heißen Abgas schnell sintert und so an Oberfläche verliert. Die PSI-Forscher haben nun einen robusten Katalysator für Magermixmotoren entwickelt, der die Abgase auch bei niedrigen Temperaturen effektiv mindert.

Spezielle Zeolythe reinigen Abgase

Als Trägermaterial des neuen Katalysator dienen Zeolythe. Diese hochporösen Substanzen auf Basis von Siliziumdioxid weisen eine Schwammstruktur auf, in der sich das Palladium fein verteilen kann. Um den Vorgang des Sinterns zu verhindern, wurde das Zeolith mit Säuren und Basen behandelt und dem Palladium Natrium hinzugegeben. Das vergrößert die Poren und verhindert das Wandern der Partikel. "In unseren Labortests blieb die erhöhte Aktivität über 90 Stunden erhalten", bestätigt Oliver Kröcher. Die Abgasreinigung soll auch bei Temperaturen effektiv funktionieren, die um mindestens 50 Grad unter denen herkömmlicher Katalysatoren lagen.

Nun soll überprüft werden, wie der neue Katalysator für Erdgasmotoren auch im Pkw-Bereich entwickelt werden kann. "Die Motoren von Erdgasautos funktionieren zurzeit noch nach einem anderen Prinzip, eben weil bei Magermixmotoren bislang die Abgasnachbehandlung noch zu ineffektiv ist", so Kröcher. Die Forscher des PSI-Institutes in Villigen haben ihre Ergebnisse im Fachjournal "Nature Communications" veröffentlicht.

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