Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Ultra-low-NOx Konzept für aktuelle Generation von Dieselmotoren. Integration von H2-DeNOx und AdBlue-Elektrolyse in eine moderne Dieselabgasnachbehandlung

Um den Plänen zur Minderung des CO2-Ausstoßes auf EU- und Bundesebene gerecht zu werden, bietet sich für mobile und stationäre Anwendungen die Elektrifizierung des Antriebs sowie die Nutzung erneuerbarer Kraftstoffe in Verbrennungsmotoren an. Bei letzterem sind vor allem Dieselmotoren aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads vorteilhaft, dem gegenüber steht jedoch die Emission von Schadstoffen. Insbesondere NOx stellt hier eine Herausforderung dar, da die bekannten DeNOx-Verfahren (SCR und NSK) bei tiefen Temperaturen (< 200°C), die typisch für Kaltstarts und Stadtfahren sind, nur geringe Effizienzen besitzen. Daher existiert vor dem Hintergrund zukünftiger Grenzwert- und Prüfablaufverschärfungen (EU-7, Post-EU-7) in diesem Gebiet ein erheblicher FuE-Bedarf.

Für den Tieftemperaturbereich bietet sich die katalysierte NOx-Minderung mittels H2 an, wobei H2 im Fahrzeug durch AdBlue-Elektrolyse erzeugt wird. In Vorarbeiten konnte durch die Projektpartner das Potential dieser Technologie bereits unter Beweis gestellt werden, jedoch wurde auch eine erhöhte N2O-Bildung und eine noch nicht ausreichende DeNOx-Aktivität bei Abgastemperaturen > 150°C gefunden. Ferner wurde der Elektrolyseur lediglich in vereinfachten Versuchsaufbauten und nicht als fertige Prototypeneinheit getestet. Daher soll in diesem Vorhaben das Umsatz- und Selektivitätsverhalten des H2-DeNOx-Katalysators noch einmal deutlich verbessert werden, um die bestehenden Lücken zur Ergänzung eines SCR-Systems zu schließen. Der Elektrolyseur wird weiter optimiert, sodass abschließend ein funktionstüchtiger Prototyp aufgebaut werden kann. Beide Technologien werden in die Abgasnachbehandlung eines Pkw-Dieselmotors der aktuellsten Generation integriert, um das Potential des Gesamtsystems in transienten Versuchen final zu bestätigen. KMU werden durch die erzielten Ergebnisse in die Lage versetz sich mittel- bis langfristig am Markt als Technologieführer einer zukunftsweisenden DeNOx-Technologie und H2-Quelle zu etablieren.