Stickoxid-Senkung in Autoabgasen

Aktuelle Verschärfungen in der EU-Abgasnorm für alle Dieselmotoren erfordern intensive Stickoxid-Reduzierungsmaßnahmen (DeNOx). Stand der Technik ist die SCR (Selective Catalytic Reduction)-Technologie mittels spezieller Abgaskatalysatoren und flüssiger Reduktionsmittel. Im Förderprojekt NORA wurde zum einen ein neuartiges Reduktionsmittel chemisch charakterisiert und zusätzlich eine praktische Applikation an einem Pkw-Dieselmotor realisiert. Das neue nichttoxische Reduktionsmittel auf Basis einer wässrigen Guanidiniumformiatlösung (GuFo) als Ammoniakvorläufer für die SCR-Reaktion am DeNOx-Katalysator weist dabei eine außerordentliche Wärme- und Kältestabilität auf, verbunden mit einer hohen Kapazität, wie sie von bisherigen Ammoniakvorläufern auf Basis wässriger Harnstofflösung nicht erreicht wurde. GuFo-Salz hat eine ausgesprochen hohe Löslichkeit von bis zu 6,2 kg in 1 Liter Wasser und somit ein extrem hohes DeNOx-Potenzial.

Neben der Chemie der optimalen Umsetzung von GuFo, speziell der Vermeidung von unerwünschten Nebenprodukten, wurden die notwendigen Reaktionsparameter erarbeitet. Diese Parameter wurden in einem kleinen Reaktor (NH₃-Generator) zum Betrieb im Abgasnebenstrom, unabhängig vom Zustand des Motors, umgesetzt. Eine Applikation des NH₃-Generators erfolgte an einem 3-Liter-Pkw-Motor derart, dass mit einer homogenen NH₃-Gaseinmischung hohe Effizienzen in der DeNOx erreicht wurden. Mit geschickter Dosierungsstrategie, angepasst an den SCR-Kat, konnte die DeNOx-Leistung im Vergleich zum Standard-System im Fahrzyklus um bis zu 60 % gesteigert werden. Diese hohe Effizienz erlaubt eine weitere Verbrauchsoptimierung (CO₂-Einsparung) am Dieselmotor. Da diese neue Technologie in einem weiten Bereich skalierbar ist, lassen sich damit künftig auch größere Off-Highway Motoren ausstatten.