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Nano-SCR

Sven Kureti

3. Clustertreffen

14.01.201303X0079

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Entwicklung von nanoskaligen SCR-Katalysatoren für die kombinierte NOx- und Ruß-Minderung bei Dieselmotoren

Urea (AdBlue®)-Eindüsung

Sperr-Kat

SMF® - Sintermetall Partikelfilter

SCR-Kat

NO, NO2, O2, CO, HC, Ruß

N2, H2O, CO2, O2

Oxi-Kat

Fast-SCR-Reaktion:

2NO + 2NO2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O

Standard-SCR-Reaktion:

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

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Projektziele

• Entwicklung eines kombinierten Partikelfilters zur Reduktion von Rußpartikel-

emissionen mit einer katalytischen SCR-Beschichtung

• Wegfall weiterer SCR-Katalysatoren in Abgassystemen

• Reduzierung von Bauraum und Kosten

• Verbesserung der Umweltverträglichkeit der SCR-

Katalysatoren (Zeolithe, Metalloxide)

Spezifikationen

• NOx-Umsätze unter Fast-SCR-Bedingungen >70 %

• Alterungsbeständigkeit in Anlehnung an reale Einsatzbedingungen

(12 h bei 550°C, 2 h bei 800°C)

• Verringerung der Permeabilität des Filtermaterials auf Grund der SCR-Be-

schichtung <40 %

Zeolithe BEA und MFI

Mechanismus der Standard- und Fast-SCR-Reaktion

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DRIFT-Spektrum von NanoBEA

Aufklärung der reaktiven Oberflächenspezies durch

gekoppelte DRIFTS- und MS-Analytik

Vorgeschlagener Reaktionsmechanismus an Nano-BEA

Projektstatus

• Zeolithe wurden auf Nano-Ebene herunterskaliert und zeigen hohe Effi-zienz bei der NOx-Minderung

• Transfer der Nano-Katalysatoren auf Filtersubstrat noch problematisch

• Die hohe Beweglichkeit von Nano-Partikeln in flüssiger Phase kann bei der Beschichtung von porösen Strukturen zu lokal ungleichmäßigen Schichtdicken führen, da die Nano-Partikel der Trocknungsfront folgen

• Die lokalen kleinen Radien der inneren Oberfläche von üblichen porösen Filter-Strukturen erschweren die Benetzung geringere Ausnutzung der verfügbaren Substratoberfläche

• Hohe Schichtdicken führen zu Stofftransportlimitierung

• Der Nano-Zeolith-Katalysator ist sowohl in Bezug auf Reaktionstechnik als auch Reaktionsmechanismus derzeit befriedigend charakterisiert

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