Ein neues Forschungsprojekt zur wissensbasierten Entwicklung von Edelmetallkatalysatoren für die Reduktion von Stickoxiden mittels Wasserstoff (H₂-DeNO_x) wurde im November 2019 gestartet. Das Forschungsvorhaben wird durch Fördermittel der Sächsischen Aufbaubank (SAB) sowie dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) finanziert.

Verbrennungsmotoren auf der Basis flüssiger und gasförmiger Kraftstoffe leisten einen wichtigen Beitrag zur Sicherung der Mobilität sowie zur Erzeugung von Wärme und elektrischem Strom, z. B. in dezentralen Blockheizkraftwerken (BHKW). Insbesondere motorische Blockheizkraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung spielen vor dem Hintergrund des Klimaplans der Bundesregierung („Energiewende“) eine tragende Rolle, da diese in der Lage sind, Energie flexibel bereitzustellen, wenn die fluktuierenden „erneuerbaren“ Energieträger Wind und Sonne nicht in ausreichender Menge zur Verfügung stehen. 

Allerdings erzielen die Verbrennungsmotoren vor allem unter mageren, d. h. sauerstoffreichen Verbrennungsbedingungen hohe Wirkungsgrade und somit geringere CO₂-Emissionen. Den hohen Wirkungsgraden steht der Ausstoß von Schadstoffen, insbesondere von Stickoxiden (NO_x) entgegen.  Mit den etablierten Verfahren zur Stickoxidminderung, selektive katalytische Reduktion mittels Ammoniak (SCR) und NO_x-Speicherkatalysatoren (NSK), kann allerdings erst ab etwa 200°C eine nennenswerte Reduktion der NO_x-Emissionen erreicht werden. Im Realbetrieb liegen die Abgastemperaturen von Dieselmotoren jedoch häufig unterhalb von 200°C, und in BHKW-Anwendungen werden sogar lediglich Temperaturen nach Wärmetauscher von 120°C erreicht. Die einzige Methode zur NO_x-Minderung bei tiefen Abgastemperaturen in sauerstoffreichen Abgasen ist die Verwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel (H₂‑DeNO_x). Die für diese Reaktion effektiven Platin- und Palladiumkatalysatoren haben allerdings den Nachteil, dass die Stickoxide an den Katalysatoren nicht vollständig zu N₂, sondern teilweise auch zu N₂O umgesetzt werden. N₂O hat jedoch eine um den Faktor 310 stärkere Treibhauswirkung als CO₂, sodass dessen Emission unbedingt zu vermeiden ist.

Das wissenschaftlich-technische Ziel des RedNO_x-Vorhabens ist daher die wissensbasierte Entwicklung eines neuartigen Katalysators für die effiziente NO_x-Reduktion mittels H₂ in mageren Abgasen. Der entwickelte Katalysator soll folgende Eigenschaften aufweisen:

• Hohe H₂-DeNO_x-Aktivität zwischen ca. 120 und 250 °C
• Selektive NO_x-Reduktion zu N₂ (keine N₂O-Bildung)
• Hohe Selektivität des H₂ für die NO_x-Reduktion gegenüber der Reaktion mit O₂

Zurück zu den SAB-Projekten