Katalysator
Aufgabe
Der Katalysator soll als 3-Wege-Kat beim Benzinmotor gleichzeitig Stickoxide (NOX) reduzieren und Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) oxidieren. Als Oxidationskatalysator beim
Dieselmotor reduziert er die Kohlenwasserstoff-Anteile an den Rußpartikeln mit Hilfe des Luftsauerstoffs im Dieselabgas.
Funktion
Der 'Katalysator' müsste katalytischer Konverter heißen. Doch wie so viele nicht ganz zutreffende Ausdrücke hat er sich in der Kfz-Technik festgesetzt. Der Ausdruck gilt eigentlich der Beschichtung, die Reaktionen
beschleunigt oder erst ermöglicht, ohne verbraucht zu werden. Die oben in den Bildern sichtbaren Kanäle erreichen eine Oberfläche von ca. 2 - 3 m². Für die (bisher noch nicht gänzlich erforschten) Vorgänge im
Katalysator ist aber die 7000-fache Fläche nötig. Dies erledigt der auf die Keramik aufgebrachte Washcoat-Auftrag. Als weitere Beschichtungs-Werkstoffe kommen Platin, Palladium oder Rhodium in Tausendstel
Millimeter Dicke vor. So reichen wenige Gramm auf der Oberfläche von ca. 3 - 4 Fußballfeldern, die am Ende durch Raffinierung sogar zu ca. 98 Prozent wiedergewonnen werden können.
Preis für wenige Gramm Platin im normalen Katalysator:
ca. 100 Euro (2010) |
Die Wash-Coat-Schicht ist bei Metall-Katalysatoren auf feinste Blechwaben aufgebracht. Bevor er vorsichtig in das Blechgehäuse einer Abgasanlage gepresst wird, erhält er noch eine umhüllende Schicht, die ihn
auch bei extremen Temperaturen von über 1000°C noch fest in dem Gehäuse hält. Zwei Drahtgeflechtringe (Bild 1) sorgen mitunter für Verstärkung und Schutz an den Enden. Nur noch asymmetrisch auslaufende
Enden werden mit dem Katalysator-Gehäuse verschweißt. Bei konzentrisch auslaufenden wird der Metallkörper durch Induktion erwärmt und dann durch automatisch arbeitende Maschinen verjüngt. Mit einer
Druckluftprobe ist die Fertigung beendet.
| Ab ca. 0,1 bar Gegendruck beginnt der Verbrauchsanstieg. |
Eingebaut wird der Katalysator möglichst motornah, da er erst ab ca. 450°C arbeitet. Die motornahe Zuordnung ist z.B. bei V- und Boxermotoren nur durch zwei Katalysatoren möglich. Zwei oder mehr parallel
geschaltete Katalysatoren kommen auch bei sportlichen Motoren mit hohem Abgasdurchsatz vor, um Stauverluste zu verringern.
| Bei den (evtl. auch noch stark schwankenden Preisen für Platin wird das Recycling immer wichtiger. |
Wichtig
Die Oberfläche eines Katalysators kann von bestimmten Additiven im Benzin, z.B. Bleitetraäthyl, überdeckt werden und die Funktion beeinträchtigen.
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