Kategorie der abstrakten: Chemie


Kurt Blanke <blanke@tecs.de>

Moritz Maruhn, 05. März 1999


Abgaskatalysator



Gliederung:


  1. Was ist ein Katalysator und wozu braucht man ihn?

  2. Was passiert im Katalysator?

  3. Aufbau des Dreiwegekatalysators





1. Was ist ein Katalysator und wozu braucht man ihn?


  • Definition: Unter einem Katalysator versteht man im allgemeinen einen Stoff, der eine chemische Reaktion beschleunigt, ohne dabei selber verbraucht zu werden.

  • Die Luftverschmutzung nimmt von Jahr zu Jahr beträchtlich zu, daß Auto ist dabei neben wachender Industrie und Städte ein wichtiger Faktor à 60 % der Waldflächen sind in Deutschland bereits geschädigt.

  • Ein Abgaskatalysator dient dazu, die Abgase aus z.B. einem Automotor nachzubehandeln bzw. umweltverträglicher zu machen, sprich, Schadstoffe zu reduzieren.

  • Im Katalysator werden Überreste des Benzin verbrannt, sowie die enthaltenen Kohlenwasserstoffe, Stickstoffoxide und Kohlenmonoxid bis zu 90 % abgebaut.



2. Was passiert im Katalysator?


  • Bei einer optimalen Verbrennung des Benzine, entstehen vorwiegend Kohlendioxid und Wasserdampf. Hinzukommen zu einem gewissen Anteil Stickstoffoxide und Kohlenmonoxid . Unverbranntes Benzin gelangt mit den Abgasen auch in die Umwelt.

  • Kohlenmonoxid sowie Kohlenwasserstoffe werden im Katalysator oxidiert, Stickstoffmonoxid reduziert. Die auf Abbildung -1- zu sehenden chemischen Reaktionen ergänzen sich bei Oxidation und Reduktion gegenseitig. Sie verlaufen voneinander abhängig.

  • Die Abgaszusammensetzung muß im stöchiometrischen Bereich liegen, um eine gleichzeitige Minderung der Schadstoffe zu erzielen.

  • Um das zu erreichen, ist ein annähernd konstantes Luft-Kraftstoff-Gemisch bei allen Lastzuständen des Motors nötig, was mit einer einfachen Gemischsteuerung nicht zu erreichen wäre.

  • Ein geschlossener Regelkreis wird benötigt. Dieser soll sicherstellen, daß permanent die richtige Menge Sauerstoff für die Verbrennung zugeführt wird.

  • Mit einem neuartigen Sauerstoffsensor, der Lambda-Sonde (l-Sonde), hatte man nun einen sogenannten “geregelten Kat." Gebaut.

  • Lambda ist eine Luftverhältniszahl und gibt an, wie weit der theoretische Luftbedarf erreicht ist.







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