Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuartige Abgas-Katalysatoren - Saubere (Ab-)Luft dank Keramikschaum

04.04.2013
Mit der kommenden Abgasnorm Euro 6 werden Abgaskatalysatoren vor allem bei Dieselfahrzeugen teurer.

Die Empa arbeitet an einem Katalysatorträger aus Keramikschaum, der aufgrund seiner Struktur effizienter und somit kostengünstiger ist – und dabei erst noch weniger Edelmetall benötigt.


Die unregelmässige Struktur des Keramikschaumträgers verwirbelt die Abgase und spart dadurch katalytisches Edelmetall.

Herkömmliche Abgaskatalysatoren haben eine regelmässige Wabenstruktur. Auf dem aus einem Stück bestehenden Keramikträger (Monolith) ist die katalytisch aktive Schicht aufgebracht, die wertvolle Edelmetalle wie Platin, Rhodium oder Palladium enthält. Die heissen Abgase durchströmen den Katalysator ohne Turbulenzen.

Da der Grossteil des Abgasstroms den Kat im Zentrum passiert, verschleisst der zentrale Teil schneller, während die Randbereiche des Monolithkats mehr oder weniger ungenutzt bleiben. Um dessen Lebensdauer zu verlängern, muss er also möglichst lang sein. Länger bedeutet aber mehr Oberfläche und somit einen höheren Edelmetallgehalt – also auch einen höheren Preis.

Effizienz entsteht an der Empa

Empa-Forscher der Abteilung «Verbrennungsmotoren» unter der Leitung von Panayotis Dimopoulos Eggenschwiler lösten das Problem mit einer Innovation. Das Team arbeitet an einem Katalysatorträger aus Keramikschaum, der den Monolith-Träger künftig ersetzen soll. Denn: Bei gleicher Katalysatorwirkung ist der neuartige Kat wesentlich günstiger.

Das Geheimnis liegt in seiner Struktur. Im Gegensatz zum Monolith-Katalysator ist der Keramikschaum unregelmässig aufgebaut, wie ein Schwamm. Die einströmenden Abgase geraten dadurch in Turbulenzen und werden gleichmässig im Katalysator verteilt. Obwohl der Schaumkat eine kleinere Oberfläche hat als der Monolith, wird diese Oberfläche dadurch viel effizienter genutzt. Das Ergebnis: die gleiche katalytische Wirkung wie ein gewöhnlicher Katalysator mit nur einem Drittel des teuren Edelmetalls – und einem halb so langen Katalysator.

Trotz der Brüchigkeit des Keramikschaums gelang es den ForscherInnen in Zusammenarbeit mit der Empa-Abteilung «Hochleistungskeramik» die mechanische Festigkeit des Schaumkats um ein Vielfaches zu steigern. Aktuell arbeiten die WissenschaftlerInnen daran, die Struktur des Schaums zu optimieren. Der Schaumträger hat einen höheren Luftwiderstand und verursacht somit einen leicht erhöhten Treibstoffverbrauch gegenüber einem Monolith-Träger. Mit aufwändigen Computersimulationen entwickelt das Empa-Team Schaumstrukturen, die den Luftwiderstand senken, ohne die erwünschten Turbulenzen darin zu mindern.

Obwohl die Herstellung des Schaumkats vorerst noch im kleinen Rahmen an der Empa stattfindet, besteht bereits Interesse seitens der Industrie. So sind der belgische Materialtechnologie-Konzern Umicore und Fiat Powertrain Technologies am Projekt beteiligt. Auf dem Gelände der Empa wird der Schaumkat in einem Diesel-Testwagen geprüft. Seit eineinhalb Jahren ist auch ein Auto der Industriellen Werke Basel (IWB) mit dem Empa-Katalysator unterwegs, um die Innovation im Langzeittest über mindestens 150‘000 Kilometer zu testen.

Günstige Katalysatoren trotz strengerer Abgasnormen

Der Schaumkat wäre vor allem für kleine Dieselfahrzeuge eine ideale Alternative zum Monolith. Ab September 2014, wenn die Euro-6-Abgasnorm in Kraft treten wird, müssen die Schadstoffemissionen von Dieselmotoren merklich sinken. Insbesondere wird dann ein Stickoxid-Katalysator obligatorisch. Zusammen mit dem Partikelfilter und dem gewöhnlichen Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxid-Katalysator verteuert dies die Abgasreinigung bei Dieselautos erheblich. Mit dem stark reduzierten Bedarf an Edelmetallen kann der Empa-Schaumkat dem entgegenwirken.
Weitere Informationen:
http://www.empa.ch/plugin/template/empa/3/134561/---/l=1

Rémy Nideröst | EMPA
Weitere Informationen:
http://www.empa.ch/plugin/template/empa/3/134561/---/l=1

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Bestände des invasiven Kalikokrebses reduzieren und heimische Arten schützen
24.04.2018 | Pädagogische Hochschule Karlsruhe

nachricht Plastik stimuliert Bakterien im Meer
17.04.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Von der Genexpression zur Mikrostruktur des Gehirns

24.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Bestrahlungserfolg bei Hirntumoren lässt sich mit kombinierter PET/MRT vorhersagen

24.04.2018 | Medizintechnik

RWI/ISL-Containerumschlag-Index auf hohem Niveau deutlich rückläufig

24.04.2018 | Wirtschaft Finanzen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics