FVV-Berichte

Auszug

In einem deutsch-niederländischen CORNET-Forschungsprojekt (European Collective Research Networking) wurden Untersuchungen zur Minimierung der Emissionen von Gasmotoren durchgeführt. Der deutsche Teil des Projekts wurde im Abgaszentrum Karlsruhe (KIT) durchgeführt. Hier lag der Fokus auf experimentellen Arbeiten und Simulationen zur katalytischen Oxidation von Methan. Mithilfe der Synthese, Testung und Charakterisierung von Katalysatoren (Pt-only, Pd-only, Pd-Pt, Zusatz von Promotoren, optimierte Trägermaterialien) sowie der Modellierung des Umsatzverhaltens wurden wichtige Impulse für eine verbesserte Katalysatorentwicklung gegeben. Der entwickelte Mechanismus eröffnet Möglichkeiten zur Leistungssteigerung der Katalysatoren und der deaktivierende Einfluss von Wasser im Abgasstrang konnte auf die Bildung schädlicher Oberflächenspezies an Pd-basierten Katalysatoren zurückgeführt werden. Ebenso konnten der negative Einfluss von kleinsten Mengen Schwefel im Abgas erklärt sowie Regenerationsstrategien aufgezeigt werden. Weiterhin wurde der Einfluss der Positionierung von Katalysatoren vor dem Turbolader untersucht und zeigte besonders durch die dort vorherrschenden hohen Temperaturen großes Potenzial für zukünftige Anwendungen. Basierend auf den Ergebnissen der Labortests am Synthesegasprüfstand wurden Experimente am Gasmotor entwickelt. Dieser niederländische Teil des Projekts wurde an der Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) durchgeführt. Unterstützt durch eine Literaturrecherche wurden die Entstehungsquellen von Emissionen im Motor aufgedeckt, Optimierungsmöglichkeiten aufgezeigt sowie experimentelle Untersuchungen und Katalysatortests an einem Gasmotor durchgeführt. Methan ist ein Treibhausgas mit mehr als 20-fachem CO₂-Äquivalent, bei dem die Katalysatordeaktivierung in der Regel sehr stark ausgeprägt ist. Bereits in den ersten Betriebsstunden findet ein hoher Aktivitätsverlust statt, der sich mit zunehmender Betriebsdauer fortsetzt. Um eine ökologische und ökonomische Betriebsweise des Gesamtsystems erreichen zu können, ist die Optimierung von Methan-Oxidationskatalysatoren zwingend notwendig.

…