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. Aus Gründen der Dauerhaltbarkeit wurde dieser Weg 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. 3-Wege-Katalysatoren wurden im Jahr 1976 eingeführt. Der Einsatz einer sog. Lambdasonde ermöglichte den Betrieb im stöchiometrischen Bereich und damit den gleichzeitigen optimalen Umsatz von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid über Oxidation und die Reduktion der Stickoxide. Die steigenden notwendigen Umsatzraten erforderten auf Motoren- und Katalysatorseite hohen Aufwand. Neue Motorengenerationen mit abgesenkten Rohemissionen und optimierter schneller Lambdaregelung wurden zum Standard wie auch motornahe, sehr dünnwandige Katalysatoren mit hoher Zelldichte und hochtemperaturfesten Beschichtungen, die Emitec mit Toyota 1997 zum ersten Mal einführte. Neuartige Katalysatorträger-Entwicklungen für Otto- und Dieselmotoren nutzen den Effekt der Turbulenz gezielt aus. Im Beitrag werden Anwendungsmöglichkeiten der turbulenten Katalysatoren mit radialem Strömungsausgleich aufgezeigt, die neue Vorteile generieren können: Druckverlustabsenkung, Ausgleichsfunktion der Konzentrationen, Strömungsverteilung, verbesserter Stofftransport.
Die Zukunft der heterogenen Katalyse im Automobil; 'turbulente' Katalysatoren für Otto- und Dieselanwendungen
The future of heterogeneous catalysis in automotive applications; 'turbulent' catalysts for spark and compression ignition engines
2005
23 Seiten, 21 Bilder, 22 Quellen
Conference paper
German
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