Der Katalysator.
Um den Schadstoffausstoß eines Kraftfahrzeuges zu minimieren
greifen die Fahrzeughersteller aller Automarken auf Katalysatoren zurück. Diese
werden in der Abgasanlage montiert und filtern geregelt oder ungeregelt die
schädlichen Schad- und Feststoffe aus dem Abgasstrom. Der Katalysator wurde
entwickelt um die Verbrennungsschadstoffe in weniger schädliche Elemente
umzuwandeln. Durch die Oxidation und Reduktion im Katalysator wenden
Kohlenwasserstoff, Stickoxide und Kohlenmonoxid in die ungiftigen /weniger
schädlichen Stoffe wie Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser gewandelt.
Bereits um 1950 entwickelte Eugene Houdry
(ein französische Ingenieur) den ersten Abgaskatalysator. Dieser fand aber
keine Verwendung das die Schadstoffemission und Feinstaubausstoß zur damaligen
Zeit keinerlei Rolle spielte im Fahrzeugbau.
Erst 1973 entwickelten die Ingenieure John J. Mooney und Carl D. Keith
den Katalysator weiter und brauchten den Drei-Wege-Katalysator in die
Serienreife.
Im Fahrzeugbau fanden bis zur heutigen Zeit verschiedene
Katalysatoren den Einzug in die Abgasanlagen der gefertigten PKW, LKW,
Motorräder und sonstigen Kraftfahrzeugen welche mit Benzin, Ethanol oder
Dieselmotoren ausgestattet wurden.
Drei-Wege-Katalysator:
Der Drei-Wege-Katalysator wird umgangssprachlich auch G-Kat
genannt und ist der am meist verbreitetsten Katalysator im Fahrzeugbau. Dort
wird der Kat so in der Abgasanlage platziert wo er die höchsten Temperaturen
erhalten kann, ohne von den direkten Flammen aus dem Brennräumen ausgesetzt zu
sein. Ein G-Kat benötigt zur idealen Oxidation von CO und CmHn
ein ideales und konstantes stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis. Daher wird
ein geregelter Katalysator immer mit einer Lambdasonde kombiniert, diese regelt
an das Luft – Kraftstoffgemisch und sorgt so für ein
gleichmäßigen Schadstoffausstoß was eine Reduktion der NOx
vergünstigt.
Ungeregelter Katalysator:
Gerade in den Anfangszeiten der Katalysatoren wurden aus
Kostengründen auf ungeregelte Katalysatoren zurückgegriffen, was auch zum Teil
auf die manuell einstellbaren Vergaser und deren Einstellmöglichkeiten zurück
zu führen ist. U-Kats sind mit ihren
geregelten Systemen größtenteils baugleich. Auch das Wirkungsprinzip
unterscheidet sich nur minimal, dennoch erreichen der ungeregelte Katalysator
einen geringeren Stickoxidabbau da die Abgase nie gleich, sondern
unterschiedlich in ihrer Zusammensetzung auf die platinbeschichteten Keramikblöcke
stoßen. Und die Schadstoffregulierung somit mangelhafter als bei seinem geregelten
Bruder stattfindet.
Zusätzlich zu den beiden bekanntesten Katalysatoren (U-Kat
und G-Kat) finden heutzutage viele unterschiedliche Katalysatoren ihre
Verwendung im Automobilbau. So werden auch verschiedene Oxidationskatalysatoren
verbaut welche die Schadstoffe mindern sollen. So wird z.B. NOx-Speicherkatalysator
eingesetzt welcher mit dem Sauerstoffüberschuss moderner Fahrzeugen eine gute
Filtereigenschaft besitzt. Bei einem SCR (Selektive Katalytische Reduktion) Kat
wird zusätzlich eine Harnstofflösung in die Auspuffanlage gespritzt. Diese
Lösung besteht aus Hydrolyse Wasser und Ammoniak. Das Ammoniak reduziert bei
dessen Verdunstung die Stickoxide und verbessert somit die Reinigungskraft des
Katalysators. Auch bei Dieselmotoren werden spezielle Systeme verwendet (Diesel-Oxidationskatalysatoren), da
die Abgastemperatur geringer ausfällt als bei herkömmlichen Otto Motoren. Und
die herkömmliche Drei-Wege-Katalysatoren eine Reduktion von NOx
daher nicht ermöglichen
