Das Projekt "Mikrowellen-beheizter Katalysator - Entwicklung von neuen mikrowellen-absorbierenden Strukturen für Automobil-Katalysatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, Abteilung Verbrennungsmotoren,Feuerungen durchgeführt. Heutige Automobil-Katalysatoren arbeiten sehr effizient, sobald die erforderliche Betriebstemperatur erreicht ist. Ein Benzinmotor mit nachgeschaltetem Katalysator, welcher die Euro-6 Normen einhält, verursacht bei normaler Betriebstemperatur nahezu keine Emissionen. Dies ändert sich jedoch wenn man die Kaltstartphase - Zeit bis der Katalysator die erforderliche Betriebstemperatur erreicht hat - betrachtet.
Die Kaltstartemissionen von CO und weiteren unverbrannten Kohlenwasserstoffe (HC) sind 2-3 Grössenordnungen höher als im normalen Betriebszustand. So tragen Kaltstartemissionen von PKWs mit Euro-5 bis zu 68% der CO und 88% der Kohlenwasserstoffe an den Emissionen bei, gemessen an ihrem Gesamtausstoss inkl. normalem Betrieb. Ein weiterer Aspekt dieses Umweltproblems ist, dass ein Grossteil der Kaltstartemissionen in bewohnten urbanen Zonen geschieht.
Bei der Entwicklung neuer Abgasbehandlungstechnologien wird aktuell bei Benzinmotoren eine Maximierung der Motoreneffizienz, eine Minimierung des Treibstoffverbrauches und eine Reduktion des CO2-Ausstosses angestrebt. Daraus resultiert aber, dass die Abgastemperaturen in Zukunft weiter verringert werden müssen, so dass die Problematik der Kaltstartemissionen weiter verschärft wird.
Mit diesem Projekt soll nun ein neues Katalysator-Konzept entwickelt werden, welches beim Kaltstart weniger Emissionen erzeugt, aber genau so effizient wie ein handelsüblicher Katalysator bei hohen Temperaturen arbeitet. Hierfür soll ein Katalysatorsubstrat entwickelt werden, dass eine hohe Turbulenz des Abgases erzeugt und mittels Mikrowellen auf die notwendige Betriebstemperatur vorgeheizt werden kann.
Das Projekt wurde aufgrund des Beitragsgesuchs vom 22.05.2015 an der Sitzung der Koko UT vom 18.06.2015 genehmigt.
Projektziele:
Mit diesem Projekt soll ein neues mikrowellen-beheizbares Katalysatorsubstrat entwickelt werden, welches in einer turbulenten Strömung bis zu 50% weniger Emissionen beim Kaltstart erzeugt, aber genau so effizient wie ein handelsüblicher Katalysator bei hohen Temperaturen arbeitet. Zudem soll für die Herstellung des Katalysatorsubstrates 50% weniger Edelmetalle als bei handelsüblichen Waben-strukturen Katalysatoren benötigt werden.