Reaktionskinetik von Autoabgaskatalysatoren unter Berücksichtigung der reversiblen Edelmetall-Oxidation

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Guido Schmitz; Dr.-Ing. Ute Susanne Tuttlies
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 350398919

In dem interdisziplinären Gemeinschaftsprojekt soll ingenieurmäßiges Vorgehen zur Beschreibung des Umsatzverhaltens von Abgaskatalysatoren unter Berücksichtigung der reversiblen Oxidation des Edelmetalls mit Methoden der Materialwissenschaft verbunden werden. Diese erlauben es, den Zustand eines Feststoffes mit molekularer Auflösung zu erfassen. Die Charakterisierung des Feststoffes (hier: des Katalysator) erfolgt mit Hilfe der Atomsondentomographie (APT). Dazu wird eine Probe des zu untersuchenden Katalysators in Form einer scharfen Spitze von 10-50 nm Radius unter ausgewählten Reaktionsbedingungen konditioniert und anschließend mittels APT analysiert. Ziel des Vorhabens ist eine Methodik für die Entwicklung kinetischer Modell für Katalysatoren, die sich aufgrund der Reaktionsbedingungen verändern, zu erarbeiten. Dazu werden transiente Umsatzmessungen mit Messungen des molekularen Aufbaus zu physikalisch fundierten Beschreibungen der Konvertierung verknüpft. Das Vorgehen soll am Beispiel der Abgaskatalyse von Dieseloxidationskatalysatoren mit Platin, Palladium oder ihren Legierungen als Aktivkomponente erprobt werden. Am Institut für Chemische Verfahrenstechnik (ICVT) sind dazu Messungen der Konvertierung der relevanten Abgasreaktionen unter transienten Bedingungen vorgesehen, um unter anderem die relevanten Reaktionsbedingungen für die Veränderungen des Katalysatorverhaltens zu erarbeiten. Am Institut für Materialwissenschaften (IMW) wird die hochauflösende Charakterisierung des Reaktionszustandes der Aktivmaterialien vorgenommen. Die Modellbildung und Simulation obliegt wiederum dem ICVT.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Ulrich Nieken