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Auswirkungen chemischer Katalysatoralterung auf die Methanumsetzung bei Benzin- und Erdgasfahrzeugen beim Betrieb mit fossilen und biogenen Treibstoffen

Projektnehmer

EMPA

Laufzeit

2008 - 2010
Ziel
Das vorliegende Projekt soll Aufschluss darüber geben, welche Auswirkungen unterschiedliche Motorenöle und Treibstoffe (Benzin, Ethanol, Erdgas)
a) auf die chemische Alterung von Dreiwegekatalysatoren haben und
b) in welchem Masse sich diese Alterung auf den Schadstoffausstoss von PWs auswirkt.
Besonderes Augenmerk wird dabei auf die katalytische Umwandlung des starken Treibhausgases Methan gerichtet, welches auf Grund seiner relativ hohen chemischen Inertheit besonders empfindlich auf Alterungsphänomene des Katalysators reagiert. Zudem macht Methan über 85% der emittierten Gesamtkohlenwasserstoffe bei Erdgas und bis 25% bei Benzinfahrzeugen aus. Neben Methan werden andere Abgaskomponenten wie Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in die Analysen einbezogen.
Generell gliedert sich das Projekt in die folgenden drei Teilprojekte:
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Untersuchung der Transportmechanismen und Verteilungsraten von Motorenöl- und Treibstoffadditiven über die Kurbelgehäuseentlüftung und den Verbrennungsraum bis zum Katalysator.
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Analyse des Schädigungsmechanismus von Motorenöladditiven in dem Dreiwegekatalysator und der daraus resultierenden verringerten Methanumwandlung.
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Feldstudie zum Öl- und Katalysatoralterungsverhalten im Strassenverkehr in Abhängigkeit von dem verwendeten Treibstoff.
REM/EDX-Aufnahme eines gealterten Autoabgas-Katalysators.
Die Ablagerung von Motorenöl-basierten Additivelementen
(Phosphor: Grün, Zink: Blau) auf der Katalysatoroberfläche
(Aluminiumoxid: Rot) ist deutlich erkennbar.