Nieuwe katalysator reinigt uitlaatgassen zonder additieven
Afbeelding: Forschungszentrum Jülich / J. Dornseiffer
Stikstofoxiden bij dieselvoertuigen veroorzaken discussies en schandalen. Katalysatoren die werken met ureum, functioneren pas vanaf 150 °C, een temperatuur die het uitlaatgas onder bepaalde omstandigheden niet bereikt. Wetenschappers van het Forschungszentrum Jülich hebben in samenwerking met de RWTH Aken en de industriepartners Ford, Deutz, Sasol, FEV, Umicore en Clariant in het project DeNOx een nieuw soort katalysator ontwikkeld, die stikstofoxide (NOx) bijna volledig verwijdert zonder additieven
Stikstofoxiden bij dieselvoertuigen veroorzaken discussies en schandalen. Katalysatoren die werken met ureum, functioneren pas vanaf 150 °C, een temperatuur die het uitlaatgas onder bepaalde omstandigheden niet bereikt. Wetenschappers van het Forschungszentrum Jülich hebben in samenwerking met de RWTH Aken en de industriepartners Ford, Deutz, Sasol, FEV, Umicore en Clariant in het project DeNOx een nieuw soort katalysator ontwikkeld, die stikstofoxide (NOx) bijna volledig verwijdert zonder additieven.
Als het project succesvol blijkt en deze techniek geschikt blijkt voor het inbouwen in auto’s op grote schaal, dan zijn de wereldwijde strenge normen voor stikstofoxide-emissies van dieselvoertuigen haalbaar en kan dus de luchtkwaliteit, vooral in steden, aanzienlijk worden verbeterd, meent Dr. Jürgen Dornseiffer van het Forschungszentrum Jülich. „We staan met ons onderzoek nog helemaal aan het begin. Maar als alles goed loopt, kunnen we binnen drie jaar een prototype afronden, dat door deelnemende industriepartners rechtstreeks kan worden overgenomen voor integratie in nieuwe voertuigmodellen.“
Naast de onderzoekers uit Jülich nemen beroemde voertuig- en katalysatorfabrikanten en toeleveranciers deel aan het samenwerkingsproject, dat wordt gestimuleerd door het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gestimuleerd en gecoördineerd door de RWTH Aken.
Een nieuw soort materiaal voor alle functies
Impulsen voor het ontwikkelen van het materiaal kwamen voort uit het onderzoek naar brandstofcellen. De basis wordt gevormd door materialen voor keramische hoge-temperatuur-brandstofcellen (SOFC), die bij het Forschungszentrum Jülich al tien jaar lang heel goed werken in een lange-termijn-test. Door veranderingen van een kathodemateriaal moet nu een nieuwe NOx-opslag worden gemaakt, waarmee het stikstofoxide in een kringloopsysteem kan worden afgebroken.
Opbouw van de nieuwe katalysator
Anders dan tot nu toe gebruikelijk worden de verschillende trappen van de reiniging van het uitlaatgas niet in gescheiden eenheden na elkaar gerangschikt. In plaats daarvan worden de verschillende functies met behulp van nieuwe materialen rechtstreeks geïntegreerd in één katalysatoreenheid. In principe is zo’n katalysator niets anders dan een omschakelbare chemische fabriek: het proces begint met het opslaan van stikstofoxide in de katalysator. Als het maximale vullingsniveau is bereikt, wordt het stikstofoxide door een korte verandering van de motorinstelling en met behulp van de nieuwe katalysatormaterialen omgezet in ammoniak, dat opnieuw wordt opgeslagen. Ammoniak kan heel efficiënt tijdens het rijden het stikstofoxide omzetten in onschadelijk stikstof.
Als het project succesvol blijkt en deze techniek geschikt blijkt voor het inbouwen in auto’s op grote schaal, dan zijn de wereldwijde strenge normen voor stikstofoxide-emissies van dieselvoertuigen haalbaar en kan dus de luchtkwaliteit, vooral in steden, aanzienlijk worden verbeterd, meent Dr. Jürgen Dornseiffer van het Forschungszentrum Jülich. „We staan met ons onderzoek nog helemaal aan het begin. Maar als alles goed loopt, kunnen we binnen drie jaar een prototype afronden, dat door deelnemende industriepartners rechtstreeks kan worden overgenomen voor integratie in nieuwe voertuigmodellen.“
Naast de onderzoekers uit Jülich nemen beroemde voertuig- en katalysatorfabrikanten en toeleveranciers deel aan het samenwerkingsproject, dat wordt gestimuleerd door het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gestimuleerd en gecoördineerd door de RWTH Aken.
Een nieuw soort materiaal voor alle functies
Impulsen voor het ontwikkelen van het materiaal kwamen voort uit het onderzoek naar brandstofcellen. De basis wordt gevormd door materialen voor keramische hoge-temperatuur-brandstofcellen (SOFC), die bij het Forschungszentrum Jülich al tien jaar lang heel goed werken in een lange-termijn-test. Door veranderingen van een kathodemateriaal moet nu een nieuwe NOx-opslag worden gemaakt, waarmee het stikstofoxide in een kringloopsysteem kan worden afgebroken.
Opbouw van de nieuwe katalysator
Anders dan tot nu toe gebruikelijk worden de verschillende trappen van de reiniging van het uitlaatgas niet in gescheiden eenheden na elkaar gerangschikt. In plaats daarvan worden de verschillende functies met behulp van nieuwe materialen rechtstreeks geïntegreerd in één katalysatoreenheid. In principe is zo’n katalysator niets anders dan een omschakelbare chemische fabriek: het proces begint met het opslaan van stikstofoxide in de katalysator. Als het maximale vullingsniveau is bereikt, wordt het stikstofoxide door een korte verandering van de motorinstelling en met behulp van de nieuwe katalysatormaterialen omgezet in ammoniak, dat opnieuw wordt opgeslagen. Ammoniak kan heel efficiënt tijdens het rijden het stikstofoxide omzetten in onschadelijk stikstof.
