Neue Katalysatoren für die Oxidation von Dieselrußpartikeln
Hensgen, Lars - Universität des Saarlandes (2011)
Mittels kombinatorischen Methoden konnten neue Materialien, die die Oxidation von Dieselrußpartikeln zu Kohlenstoffdioxid unter 400°C katalysieren, entdeckt werden. Als aktivste Zusammensetzungen wurden die drei Mischoxide Cr0,25Co0,75Ox, Fe0,05C0,15Co0,8Ox und Fe0,05Cr0,2Co0,75Ox identifiziert. Diese besitzen T50-Werte von unter 380°C und Aktivierungsenergien von etwa 90 kJ/mol, was eine deutliche Verbesserung gegenüber dem unkatalysierten Rußabbrand, mit einer Aktivierungsenergie von 157 kJ/mol und einer Abbrandtemperatur von über 600°C, darstellt. Die Materialien liegen in der Spinellphase vor, was von entscheidender Bedeutung für die katalytische Aktivität ist.
Nach einer Scale-up-Synthese konnte Cr0,2Co0,8O0x für die Beschichtung eines Dieselpartikelfilters verwendet werden, der in Messungen an einem Motorteststand vielversprechende Ergebnisse lieferte. Hierbei oxidiert das Material den Ruß rein katalytisch ab einer Temperatur von etwa 350°C ohne den sogenannten CRT-Effekt. Nach einer thermischen Vorbehandlung beginnt der katalysierte Rußabbrand ab einer Temperatur von 400°C. Alternative Synthesemethoden wurden getestet, um ein zukünftiges Scale-up der Katalysatormenge kosten- und zeiteffizienter durchführen zu können. Hierbei zeigten besonders Fällungsmethoden großes Potential, da diese mit sehr geringen Kosten verbunden sind.