Wirksamere Bekämpfung der Diesel-Stickoxide durch passgenaue Ammoniak-Zugabe. In Diesel-Motoren entstehen bei der Verbrennung des Kraftstoffs gesundheitsschädliche Stickoxide (NOx). Die Fahrzeugindustrie hat daher ein Verfahren entwickelt, das die Emissionen reduziert: Dem Abgas wird gasförmiges Ammoniak zugegeben, das, angeregt durch einen Katalysator, mit den Stickoxiden zu harmlosem Stickstoff sowie Wasser reagiert.
Um die gesundheitsschädlichen Stickoxide in Dieselabgasen effizient zu bekämpfen, muss das Verfahren jeweils der Abgastemperatur angepasst werden. Das haben Forschende des PSI herausgefunden, die die sogenannte Selektive Katalytische Reduktion (SCR) untersucht haben.
Die SCR senkt die Stickoxid-Emissionen aus Diesel-Motoren um bis zu neunzig Prozent. Dies geschieht mittels eines Hilfsstoffs, der unter dem Markennamen AdBlue bekannt ist. Der Hilfsstoff wird in das Abgas eingespritzt und zerfällt dort zu Ammoniak. Mithilfe eines Katalysators wandelt das Ammoniak die gesundheitsschädlichen Stickoxide in harmlosen Stickstoff sowie Wasser um.
Allerdings liefert die SCR nur ab einer Abgastemperatur von deutlich über 200 Grad Celsius befriedigende Ergebnisse. Bei einem Kaltstart dauert es also einige Minuten, bis die Stickoxide optimal abgebaut werden. Aus dem gleichen Grund hat die SCR auch an kalten Wintertagen eine verringerte Leistung.
Ammoniakmenge entscheidend für Emissionsminderung
Die wichtigste Erkenntnis des nun durchgeführten Spektroskopie-Experiments: Ausgerechnet dieses Ammoniak mindert bei niedrigen Temperaturen die Leistungsfähigkeit des Kupfers im Katalysator.
„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 das Ergebnis zusammen. Abhängig von Temperatur und Betriebszustand bedarf es also verschiedener Mengen an Ammoniak, um die Stickoxide optimal abzubauen.
Bessere Luftqualität durch optimierte Regelung des Katalysators
„Mit unserer Arbeit haben wir ein besseres Verständnis dafür geschafft, wie sich die Leistungsfähigkeit von Katalysatoren für Diesel-Fahrzeuge steigern lässt“, bringt Nachtegaal das Ergebnis des Forschungsprojekts auf den Punkt. So zeigen die PSI-Forschenden der Automobilindustrie einen Weg auf, die Luftqualität gerade in Städten mittelfristig deutlich zu verbessern.
