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Fahrzeugkatalysator


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Bekanntestes Beispiel ist der Katalysator im Automobil zur Reduktion der Abgasemission dem das ganze Gerät nach der chemisch Substanz benannt ist. Der Fahrzeugkatalysator kurz: Kat besteht aus einem Gehäuse und einem Keramikkern der durch eine hohe Oberflächenrauigkeit eine große Oberfläche (mehrere tausend Quadratmeter) aufweist. Auf Trägerkeramik (meist Aliminiumoxid und Ceroxide zur Sauerstoffspeicherung) sich die eigentliche Katalysatorsubstanz meist eine Legierung den Elementen Platin Rhodium und Palladium . Diese ermöglichen eine ausreichend schnelle Umsetzung bis zu 90% der Verbrennungsschadstoffe Kohlenwasserstoffe Kohlenstoffmonoxid und Stickoxide zu Kohlenstoffdioxid Wasser und Stickstoff .

Je stärker der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren wird desto höher ist die Verbrennungstemperatur denn Wirkungsgrad η einer Wärmekraftmaschine ist stets kleiner ( 1 - T min /T max ). Bei hohen Verbrennungstemperaturen entstehen jedoch zunehmend Stickoxide NO x die beispielsweise maßgeblich an der Bildung Sommer smog beteiligt sind.

Bei einem so genannten Dreiwegekatalysator findet die Umwandlung aller drei Schadstoffkomponenten H m C n NO x ) parallel zueinander ab. Voraussetzung ist konstantes (stöchiometrisches Verhältnis Lambda=1) von 14 g Luft Gramm Kraftstoff das im Fahrzeug durch die sichergestellt wird. Diese Katalysatoren wirken zugleich als (CO H m C n zu CO 2 H 2 0) und Reduktionskatalysatoren (NO x zu N 2 O 2 ).

Moderne Magermixmotoren (FSI / GDI) arbeitem einem Sauerstoffüberschuss zur Erhöhung des Motorwirkungsgrades. Herkömmliche können daher nicht eingesetzt werden. Die Oxidation CO und H m C n ist im Sauerstoffüberschuß (Lambda < 1) zum herkömmlichen Dreiwegekatalysator weiterhin möglich jedoch müssen (NOx) zwischengespeichert werden. Deren katalytische Reduktion gelingt in einem neutralen bis fetten Abgasgmisch. Diese Motoren benötigen daher eine weiterentwickelte Art von und besitzen zusätzlich Bausteine die eine kartuschenähnliche von Stickoxiden ermöglichen. Ist die Aufnahmekapazität des erschöpft so wird seitens der Motorelektronik kurzfristig fettes reduzierendes Abgasgemisch eingestellt. In diesem kurzen Zyklus werden die im Katalysator zwischengespeicherten Stickoxide Stickstoff reduziert und damit der Katalysator für nächsten Speicherzyklus vorbereitet. Durch diesen Kniff ist auch möglich die Schadstoffemissionen sparsamer Magermixmotoren zu und gültige Grenzwerte der Euro-Normen einzuhalten.

Im Zug der Verbreitung von Fahrzeugkatalysatoren vor allem in der Nähe von Autobahnen zunehmende Platinkonzentration in der Umwelt festgestellt (das des natürlichen Wertes) über deren eventuelle Folgen keine gesicherten Erkenntnisse vorliegen.

Siehe auch: Lambdasonde Themenliste Fahrzeugtechnik

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