Doping von Katalysatoren für Magerverbrennungsmotoren
Es ist eine unumstößliche Tatsache: Autos verschmutzen die Umwelt. Zwar sind moderne Fahrzeuge weitaus sauberer als ihre Vorgänger, doch die schiere Menge der Autos auf unseren Straßen macht die Gesamtauswirkungen umso schlimmer. Magerverbrennungsmotoren weisen einen vielversprechenden Weg. Sie arbeiten mit einem größeren Luft/Kraftstoff-Verhältnis und können so den Kraftstoff wirtschaftlicher nutzen. Allerdings funktionieren die herkömmlichen Drei-Wege-Katalysatoren, die zur Abgasreinigung bei normalen Motoren eingesetzt werden, bei Magermotoren nicht so gut. Um die Vorzüge der Magerverbrennungsmotoren optimal nutzen zu können, müssen neue Katalysatoren entwickelt werden. Eine europäische Forschergruppe unter Leitung der griechischen Universität von Patras hat diesbezüglich beachtliche Fortschritte erzielt, indem sie herkömmliche Katalysatorenmaterialien mit radikalen Methoden behandelt hat. Eine dieser Methoden, die Non-Faradaic Electrochemical Modification of Catalytic Activity (NEMCA), arbeitet mit einem massiven Elektrolyt, der die chemische Reaktionsfähigkeit verstärkt. Das Verfahren der Dopant-Induced Metal-Support Interaction (DIMSI) führt zu weiteren Veränderungen der chemisorptiven und katalytischen Eigenschaften des Materials. Bereits während der Forschungsarbeiten konnte eine Reihe von Neuerungen für technische Anwendungen erzielt werden. Unter anderem wurde das NEMCA-Verfahren in einer bipolaren Konfiguration demonstriert. Durch die Veränderung von rhodiumbasierten mono- und bimetallischen Katalysatoren mit Hilfe der NEMCA und DIMSI-Methoden konnte die Forschergruppe die Umwandlung von NOx unter Verwendung molekularen Sauerstoffs beträchtlich intensivieren. Als ebenso bedeutend erwies sich der Umstand, dass diese verbesserte Katalyse bei mehreren Betriebstemperaturen als unter normalen Umständen möglich ist. Die vom vierten Rahmenprogramm geförderten Forschungsarbeiten sind nicht nur für die Entwicklung von Katalysatoren für Magermotoren von großer Bedeutung, sondern auch für Dieselmotoren. Doch auch, wenn die Vorteile der NEMCA und DIMSI-Methoden sowohl einzeln als auch im Zusammenhang belegt werden konnten, sind vor der industriellen Umsetzung noch weitere Forschungen erforderlich.
