Stickoxide sollen bekämpft werden
In Diesel-Motoren entstehen bei der Verbrennung gefährliche Stickoxide. Um diese zu reduzieren, wird dem Abgas gasförmiges Ammoniak zugegeben. Das Verfahren wird effizienter, wenn es an die Abgastemperatur angepasst wird, wie PSI-Forscher herausgefunden haben.
Das Wichtigste in Kürze
- Forscher wollen den Stickoxid-Anteil in Dieselabgasen reduzieren.
- Dazu wird ein Hilfsstoff namens AdBlue in das Abgas eingespritzt, wo dieser zu Ammoniak zerfällt.
Das Experiment zeigte, dass ausgerechnet dieses Ammoniak bei niedrigen Temperaturen die Leistungsfähigkeit des Kupfers im Katalysator mindert. «Ammoniak ist notwendig, um die Stickoxide abzubauen. Wenn aber zu viel Ammoniak vorhanden ist, kann der Katalysator nur eingeschränkt arbeiten», fasst PSI-Forscher Davide Ferri zusammen.
Um die gesundheitsschädigenden Stickoxide (NOx) in Dieselabgasen zu verringern, hat die Autoindustrie ein Verfahren entwickelt. Ein Hilfsstoff namens AdBlue wird in das Abgas eingespritzt, wo dieser zu Ammoniak zerfällt. Mithilfe eines Katalysators wandelt das Ammoniak anschliessend die gesundheitsschädlichen Stickoxide in harmlosen Stickstoff und Wasser um.
Der Haken: Erst ab einer Abgastemperatur von deutlich über 200 Grad Celsius liefert der Prozess befriedigende Ergebnisse. An kalten Wintertagen funktioniert diese sogenannte Selektive Katalytische Reduktion (SCR) nur mit geringerer Leistung. Auch bei einem Kaltstart dauert es einige Minuten, bis die Stickoxide effizient abgebaut werden.
Katalysator durchleuchtet
Forschende des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben nun erstmals auf molekularer Ebene verstanden, was im Motor Abhilfe schafft, wie das Forschungsinstitut am Montag mitteilte. Um herauszufinden, warum die Reaktionsprozesse unter verschiedenen Bedingungen so unterschiedlich verlaufen, schaute sich das Forschungsteam die chemischen Vorgänge in einer Kupfer-Zeolith-Verbindung genauer an.
Dieses Katalysator-Material, das etwa in PKW-Motoren und leichten Nutzfahrzeugen eingesetzt wird, durchleuchteten sie mit stark gebündelten Röntgenstrahlen aus der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS). «Damit können wir auf Ebene der Kupfer-Atome und der daran gebundenen Moleküle erkennen, was während der Reaktionen passiert», wird Forscher Maarten Nachtegaal in der Mitteilung zitiert.