Mechanismus der NOx-Einspeicherung in Cerdioxid-haltigen Speicher-Reduktions-Katalysator-Materialien

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Hess
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 189155687

Eine Möglichkeit zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen ist die Entwicklung von Motoren, welche unter sauerstoffreichen (mageren) Bedingungen betrieben werden können. Die entstehenden Stickstoffoxide (NOx) können mit Hilfe von NOx-Speicher-Reduktions-Katalysatoren entfernt werden. Ihre Funktionsweise beruht darauf, dass innerhalb eines Zyklus NOx zunächst unter mageren Bedingungen im Katalysator eingespeichert und anschließend unter fetten Bedingungen durch unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu N2 reduziert wird. Die Optimierung dieses Konzepts für die Anwendung in Dieselmotoren und strahlgeführten direkt einspritzenden Ottomotoren erfordert jedoch den Einsatz bzw. die Beimischung von Speichermaterialien wie z.B. Cerdioxid. Letzteres arbeitet auch bei tieferen Temperaturen (≤ 250°C) als das derzeit vorrangig als Speichermaterial verwendete Bariumoxid.Im Rahmen dieses Projekts soll der Mechanismus der NOx-Einspeicherung in Cerdioxid-haltigen Speicher-Reduktions-Materialien aufgeklärt werden. Da bisher nur wenig zur Wechselwirkung von NOx mit Ceroxiden bekannt ist, werden zunächst reine Cerdioxide und anschließend Cerdioxid/Bariumoxid-Mischsysteme jeweils ohne und mit Edelmetallkomponente (Pt) untersucht. Ein besonderes Augenmerk wird auf den Einfluss von Schwefel gelegt, welcher für die technische Anwendung von zentraler Bedeutung ist. Für die Untersuchungen wird in situ-Raman-Spektroskopie z.T. in Kombination mit Photoelektronen- und UV-Vis-Spektroskopie eingesetzt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen