Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Kraftfahrzeuge. Aus diesem Grund ist das Erreichen zuk\u00fcnftiger Ziele der Kraftstoffeinsparung und
\nVerminderung der CO2-Emission ohne den Dieselmotor nicht denkbar. Dabei ergeben sich jedoch
\nKonflikte mit den geltenden Normen der Emissionsgrenzwerte, insbesondere in Bezug auf die
\nStickstoffoxide (NOX) und den Ru\u00df. Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen SCRKatalysators zur Entfernung von NOX aus dem Abgas von Kraftfahrzeug-Dieselmotoren, um das
\netablierte, jedoch toxikologisch bedenkliche V2O5-haltige Katalysatorsystem zu substituieren. Der
\nKatalysator kann prinzipiell sowohl als separates SCR-Modul als auch als Komponente des SCRT\u00ae-
\nSystems zur Anwendung kommen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAn der Universit\u00e4t Karlsruhe werden potentielle pulverf\u00f6rmige Katalysatormaterialien synthetisiert, in einem schnellen Vorscreening getestet und dann weiter entwickelt. Die effektivsten Muster werden eingehend physikalisch-chemisch charakterisiert und im Hinblick auf ihre Kinetik (Turnover-Frequenz) untersucht. Durch Kopplung der Kenntnis von Materialeigenschaften und SCR-Kinetik werden dann Design und Formulierung des optimalen SCR-Katalysators bestimmt und entwicklungstechnisch umgesetzt. Das optimale Muster wird schlie\u00dflich mit Hilfe eines Washcoat-Slurries auf g\u00e4ngige Keramik-Wabenk\u00f6rper aufgebracht und dann an einer Laborapparatur unter Verwendung eines realistischen Diesel-Modellabgases evaluiert. Nach einer weiteren Aufskalierung wird das Muster bei HJS auf einem Motorpr\u00fcfstand im Realabgas untersucht und im Anschluss als SCRT-System ausgelegt und in den Motorpr\u00fcfstand integriert. Bei den Messungen wird die Minderung aller limitierten Emissionen untersucht. Zus\u00e4tzlich wird die Eind\u00fcs- und Regelstrategie der Harnstoffeind\u00fcsung optimiert, um eine Stickoxidminderung auch bei niedrigen Temperaturen (<240 \u00b0C) zu gew\u00e4hrleisten, diese Untersuchungen werden mit einem Standardkatalysator durchgef\u00fchrt. Hierzu wird die G\u00fcte des Sprays verschiedener D\u00fcsen mittels PDA ermittelt. Die anschlie\u00dfende Optimierung der Regelstrategie wird am Pr\u00fcfstand und im Fahrzeug \u00fcberpr\u00fcft.\n\n\nErgebnisse und Diskussion\n\nDie im Rahmen dieses Projekts verfolgte Entwicklung eines vanadiumfreien SCR-Katalysators f\u00fchrt zu einem hocheffizienten eisenhaltigen Zeolith vom Typ BEA. Dieses Muster z\u00e4hlt zu den derzeit effektivsten SCR-Katalysatormaterialien und weist sowohl eine bessere Performance als auch eine h\u00f6here thermische Best\u00e4ndigkeit auf als das seit langem etablierte V2O5-System. Besonders erw\u00e4hnenswert ist insbesondere auch die hohe Tieftemperaturaktivit\u00e4t (< 250\u00b0C), di e in Anwesenheit von NO2 noch erheblich verst\u00e4rkt wird. Die Aktivierung des Zeoliths durch Eisenoxid ist aus pr\u00e4parativer Sicht denkbar einfach und ist ohne grunds\u00e4tzliche Probleme auf den technischen Ma\u00dfstab \u00fcbertragbar. Durch die systematische Kopplung von physikalisch-chemischer Materialanalyse und spezifischer SCR-Kinetik ist die wissensbasierte Optimierung des Eisengehalts (0,25%) gelungen. Es wurde gefunden, dass die SCR-Performance auf die Anwesenheit isolierter und geclusterter FexOy-Strukturen zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, wobei die katalytische Aktivit\u00e4t auf einem komplexen Zusammenspiel zwischen Fe-Komponente und Zeolithtr\u00e4ger beruht. Hinsichtlich der \u00dcbertragung des pulverf\u00f6rmigen Zeolith-Katalysators auf Wabensysteme zeigen die unter\nrealit\u00e4tsnahen Testbedingungen evaluierten Prototypen sehr aussichtsreiche Ergebnisse. So besitzen die als Beschichtungssysteme gefertigten Muster \u00e4hnlich hohe Aktivit\u00e4ten wie die kommerziellen V2O5-haltigen Vollkatalysatoren (Vollmaterialien besitzen in der Regel h\u00f6here NOx-Ums\u00e4tze als Beschichtungssysteme). Ein weiteres wichtiges Merkmal des entwickelten Katalysators ist dessen hohe hydrothermale Best\u00e4ndigkeit nach Alterung bei 550\u00b0C (wichtig f\u00fcr Nfz und Busse) sowie die verbli ebene Grundaktivit\u00e4t nach Exposition bei 800\u00b0C (relevant f\u00fcr Pkw), die durch anwesendes NO2 deutlich angehoben wird. \nZur Bestimmung der Aktivit\u00e4t im Realabgas wurde ein Wabentr\u00e4ger mit der aktiven Eisenzeolith-Beschichtung impr\u00e4gniert. Die Untersuchungen wurden im Teilstrom durchgef\u00fchrt, um die Raumgeschwindigkeit realit\u00e4tsnah einzustellen. Die Untersuchungen zeigen im Tieftemperaturbereich eine \u00e4hnlich hohe Aktivit\u00e4t wie die kommerziell erh\u00e4ltlichen Vanadiumhaltigen Tr\u00e4gerkatalysatoren. Die im Realabgas ermittelten Ergebnisse werden in die Optimierung der Beschichtung mit eingebracht. Die aus dem Projekt gewonnen Ergebnisse, werden derzeit f\u00fcr die Anpassung der Beschichtung an verschiedene\nTr\u00e4germaterialien verwendet. \nDie Untersuchungen zur Optimierung der Regelstrategie f\u00fcr die Dosierung der Harnstoff-Wasser-L\u00f6sung haben gezeigt, dass bei schlechter Dosierung (z.B. zu gro\u00dfe Tropfen, Totvolumen, Sp\u00fclstrategie) es zu Ablagerungen von Harnstoff in der Abgasanlage kommen kann. Im Rahmen des Projektes konnte die Dosierstrategie soweit optimiert werden, dass die minimale Starttemperatur f\u00fcr die HWL-Eind\u00fcsung von 240 \u00b0C auf 200 \u00b0C herabgesetzt werden konnte. Dies f\u00fchrt zu einer deutlich verbesserten Stickoxidminderung in realen Niedertemperaturzyklen. Bei Untersuchungen auf dem Motorpr\u00fcfstand konnte gezeigt werden, dass die Stickoxidemissionen von 2,7 g\/kWh auf 1,3 g\/kWh minimiert werden.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\nPosterpr\u00e4sentationen und Beitr\u00e4ge in Tagungsb\u00e4nden:\n- 39. Jahrestreffen Deutscher Katalytiker, Weimar, 15.-17.03.2006.\n- 7. international congress on catalysis and automotive pollution control (CAPOC), Brussels, Belgium,\n30.08.-01.09.2006.\n- 40. Jahrestreffen Deutscher Katalytiker, Weimar, 14.-16.03.2007.\n- 41. Jahrestreffen Deutscher Katalytiker, Weimar, 27.-29.02.2008.\n- 4. International conference on environmental catalysis (ICEC), Belfast, Northern Ireland, 31.08.-\n03.09.2008\n\n\nFazit\n\nDas vorliegende Projekt erf\u00fcllt die Projektziele hinsichtlich der Entwicklung eines toxikologisch\nunbedenklichen Katalysatormaterials zur NOx-Minderung in Kfz-Dieselabgas mit Hilfe des SCRVerfahrens. Der gefundene eisenhaltige Zeolith-Katalysator ist aktiver und hydrothermal best\u00e4ndiger als das kommerzielle, jedoch giftige V2O5-System. Die \u00dcbertragung von der Pulverebene auf reale Beschichtungssysteme ergibt auch unter sehr realit\u00e4tsnahen Testbedingungen sehr aussichtsreiche Resultate, insbesondere auch im wichtigen Tieftemperaturbereich. In einer an das Projekt nahtlos angeschlossenen Fortsetzung der Entwicklungsarbeiten treiben die beteiligten Partner die Umsetzung des Katalysatorsystems in die Praxis weiter voran.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Kraftfahrzeuge. Aus diesem Grund ist das Erreichen zuk\u00fcnftiger Ziele der Kraftstoffeinsparung und Verminderung der CO2-Emission ohne den Dieselmotor nicht denkbar. Dabei ergeben sich jedoch Konflikte mit den geltenden Normen der Emissionsgrenzwerte, insbesondere in Bezug auf die Stickstoffoxide (NOX) und den Ru\u00df. Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[65,53],"class_list":["post-23956","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-nordrhein-westfalen","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"23251\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"250.000,00","dbu_projektdatenbank_firma":"HJS\nFahrzeugtechnik GmbH & Co. KG","dbu_projektdatenbank_strasse":"Dieselweg 12","dbu_projektdatenbank_plz_str":"58706","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Menden","dbu_projektdatenbank_p_von":"2005-03-16 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2007-09-16 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre und 6 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"02373\/987-244","dbu_projektdatenbank_inet":"www.hjs.com","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Nordrhein-Westfalen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"114","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-23251.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23956","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23956\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":36959,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23956\/revisions\/36959"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23956"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23956"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23956"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}