Katalytische Partikeloxidation am Vanadium-SCR-Katalysator im Kontext der Motorapplikation und Katalysator-Randbedingungen

In den Industriestaaten herrschen niedrigste Emissionslimits und stringente Zertifizierungsverfahren vor. Weltweit betrachtet sind die Auswirkungen der Gesamtemissionen in diesen Staaten verglichen mit den Schwellenländern gering. Insbesondere wird sich in naher Zukunft durch steigende Absatzzahlen in den so genannten BRICS-Staaten (Brasilien, Russland, Indien, China, Südafrika) wie auch in den Schwellenländern die gesetzliche Lage bzgl. der Emissionierung zuspitzen. Zudem ergibt sich auch in diesen Märkten eine weitere Verschärfungen der Legislative, was eine deutliche Herausforderung für die Forschung und Entwicklung darstellt. Die Märkte zeigen durch geringe Kraftstoffqualitäten und soziale Randbedingungen keine Möglichkeit auf, Systemlösungen aus den Industriestaaten ohne Anpassungen zu übernehmen und anzuwenden. Es ergibt sich die Notwendigkeit für den dortigen Einsatz kostengünstige und robuste Systeme zu entwickeln. SCR-only Systeme auf Basis von Vanadium zeigen einen Weg auf, diese Randbedingungen zu erfüllen. Bei dem Einsatz solcher Systeme werden unter nicht systematisch definierten Betriebszuständen neben der Absenkung der Stickoxidemissionen auch Kohlenwasserstoffe und Partikel in Anzahl und Masse reduziert. Die vorliegende Arbeit untersucht diesen Effekt zur Senkung der Partikelemissionen in einer SCR-only Konfiguration neben den konventionellen Stickoxid-reduzierenden SCR-Reaktionen. Für die Darstellung der Effekte und der Wechselwirkungen der motorischen und katalytischen Parameter wird die Methodik der statistischen Versuchsplanung (DoE - Design of Experiments) angewandt. Daraus ergeben sich empirische Modell, die den Effekt beschreiben. Unter Verwendung des methodischen Ansatzes lassen sich aktuelle und zukünftige Emissionsgrenzwerte einhalten.