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Schwammstruktur sorgt für saubere Abgase von Erdgasmotoren

Ein am PSI entwickelter Katalysator mit Schwammstruktur könnte den Schadstoffausstoss von mit Erdgas betriebenen Magermixmotoren deutlich senken. Trägermaterial des Katalysators sind Zeolithe, hochporöse Substanzen auf der Basis von Siliziumdioxid.
Das Trägermaterial des Katalysators erinnert in seiner Struktur an einen Schwamm. Der Katalysator behandelt das Abgas auch bei niedrigen Temperaturen von Magermixmotoren wirksam. (Bild: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic)

Das Trägermaterial des Katalysators erinnert in seiner Struktur an einen Schwamm. Der Katalysator behandelt das Abgas auch bei niedrigen Temperaturen von Magermixmotoren wirksam. (Bild: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic)

(sda)

Unter dem Mikroskop sehen diese Substanzen aus wie ein Schwamm, lauter winzige Löcher, die über Kanäle miteinander verbunden sind, wie das Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen AG am Freitag mitteilte. Dadurch erhält die Struktur eine sehr grosse Oberfläche.

Zeolith allein war aber noch nicht die Lösung. Entscheidend war gemäss den Forschenden, dass das Zeolith am PSI mit Säuren und Basen behandelt wurde und damit die Poren grösser wurden. Dem Palladium, auf dem Katalysatoren meist basieren, fügten sie gleichzeitig Natrium bei. Dieses verhindert, dass die Partikel wandern.

Der so gefertigte Katalysator kann dazu beitragen, die energieeffizienten Magermixmotoren, die mit Erd- oder Biogas betrieben werden, deutlich sauberer zu machen. Über ihre Entwicklung berichteten die Forschenden des PSI im Fachjournal «Nature Communications».

Optimale Behandlung

Das Problem der eigentlich effizienten Magermixmotoren ist, dass beim Verbrennen von Erd- oder Biogas recht grosse Mengen des Treibhausgases Methan sowie giftiges Formaldehyd übrig bleiben. Katalysatoren, mit denen diese Abgase unschädlich gemacht werden, funktionierten beim Magermixmotor bisher aber nicht optimal.

Der am PSI entwickelte Katalysator mit Schwammstruktur könnte dieses Problem beheben. Er laufe stabil und behandele Abgase auch bei den niedrigen Betriebstemperaturen der Magermixmotoren optimal, hiess es in der Mitteilung.

Mit weiteren Entwicklungsarbeiten könnte der Schadstoffausstoss der Magermixmotoren möglicherweise so stark reduziert werden, dass diese Motoren auch für Personenwagen infrage kommen. Heute werden sie vor allem in Gaskraftwerken sowie in Schiffen und manchen Lastwagen eingebaut, aber wegen ihrer Emissionen nicht in Autos.

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