Projektstatus: Dieses Projekt befindet sich in der zweiten Programmphase.
Es sollen alternative Katalysatoren mit niedrigem Edelmetallgehalt (z.B. Palladium) für die Abgasnachbehandlung von Erdgasfahrzeugen entwickelt werden. Dies soll durch neue Erkenntnisse aus der Kombination innovativer Syntheseverfahren mit katalytischen und spektroskopischen Analysen bei realistischen Bedingungen ermöglicht werden.
Hintergrund
Die CO2-Problematik, die Verknappung von Erdölvorkommen und eine stetige Zunahme von Fahrzeugen sowie die strengen Abgasvorschriften erfordern die Erschliessung alternativer Brennstoffe. Erdgas mit einem Methangehalt von über 90 Prozent ist ein alternativer Treibstoff, welcher die Vorteile bietet, weniger Stickstoffoxide und CO2 zu emittieren als Benzin oder Diesel, zudem können auf einfache Weise beliebige Mengen an Biogas beigemischt werden. Die Erdgasnutzung erfordert jedoch eine spezielle katalytische Abgasnachbehandlung, um Spuren nicht verbrannten Methans aus dem Abgas zu entfernen.
Ziel
Das Projekt zielt auf die Entwicklung neuartiger Autoabgaskatalysatoren mit gleichzeitig verringertem Edelmetallgehalt (z.B. Palladium) und grösserer Langzeitstabilität. Die katalytische Wirksamkeit ausgewählter Materialien soll hierbei durch die Analyse der Struktur, der chemischen Zusammensetzung und der Reaktivität unter Oxidations-Reduktions-Zyklen, wie sie für Autoabgaskatalysatoren typisch sind, verfolgt werden. Die von Perowskit-artigen Metalloxiden bekannte Eigenschaft, Edelmetallatome in oxidierender Atmosphäre in ihr Kristallgitter einzubauen bzw. in reduzierender Atmosphäre an ihrer Oberfläche auszuscheiden, soll hierbei in besonderer Weise zu Nutze gemacht werden.
Bedeutung
Die gegenwärtige Entwicklung geeigneter Katalysatoren zur Senkung schädlicher Abgase in Erdgasfahrzeugen beschränkt sich auf die Anpassung existierender Katalysatoren aus benzinbetriebenen Fahrzeugen an das Emissionsprofil von Erdgasfahrzeugen. Mit diesem Projekt wird ein neues Konzept für Autoabgaskatalysatoren bereitgestellt, welches auf Ergebnissen kombinierter Analyse katalytischer Leistung und Materialverhaltens unter realitätsnahen Bedingungen basiert.
Anwendung
Ausgewählte Materialien aus Laborversuchen sollen in einem realen, mit Erdgas betriebenen Motor geprüft werden, um deren Eigenschaften und hoffentlich Überlegenheit über gegenwärtige Katalysatorformulierungen zu evaluieren, um in Folgearbeiten verbesserte Katalysatoren mit geringem Edelmetallgehalt herstellen zu können. Bei steigendem Aufkommen von Erdgas und Biogasfahrzeugen (Autos, Bussen, Nutzfahrzeugen) kommt dieser Katalysatorenentwicklung besondere Bedeutung zu.
Originaltitel: Nanoscale perovskite-supported catalysts for the exhaust after treatment of natural gas vehicles with very low precious metal content
Eckdaten und Publikationen zum Projekt
P3-Forschungsdatenbank
Projektverantwortliche
- Prof. Anke Weidenkaff, Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), 8600 Dübendorf (Projektleiterin zweite Forschungsphase)
- Christian Bach, Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), 8600 Dübendorf
- Dr. Davide Ferri, Paul Scherrer Institut, Villigen (Projektleiter erste Forschungsphase)
- Dr. Andre Heel, Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), 8600 Dübendorf
- Dr. Santhosh Kumar Matam, Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), Dübendorf