Center for Automotive Catalytic Systems Aachen

  Urheberrecht: © RWTH Aachen (ACA) Übersicht der Forschungsschwerpunkte und der Projektpartner im Projekthaus ACA

Die Abgasbehandlung, insbesondere von Verbrennungsmotoren, ist seit Jahrzehnten Gegenstand variantenreicher und intensiver Grundlagenforschung. Die fortlaufende Erhöhung von Umweltstandards führt auch in Zukunft zur Notwendigkeit der Verbesserung der Performance von Abgaskatalysatoren. Dabei sind neben höherer Aktivität auch geringere Kosten und verbesserte Stabilität wichtige Ziele bei der Arbeit an Katalysatorsystemen.

Der Ansatz des Projekthauses ist daher reaktive Materialien ohne oder mit nur sehr geringem Edelmetallanteil zu verwenden und auf die jeweilige motorische Anwendung hin zu optimieren. Zur Verwirklichung dieses Ziels, werden neben dem aktiven Material selbst auch Diffusion und Stofftransport analysiert und optimiert. Um die Entwicklung bis zum Einsatz des fertigen Produktes darzustellen, werden schließlich noch Bauteilfunktionalität und -interaktion der im Projekthaus hergestellten Katalysatoren getestet. Somit deckt die Forschungsarbeit im Projekthaus die Themengebiete von der Materialentwicklung über Trägerstrukturen bis hin zur Systemintegration ab

In der ersten Projekthausphase wird am WSA eine Messtechnik zur in situ Charakterisierung des Stofftransports in der Grenzschicht zwischen dem Freistrom und der katalytischen Oberfläche entwickelt. Hierzu wird ein FTIR-Spektrometer an einem Überstromreaktor eingesetzt. Mit dieser Methode wird die Speziesmessung ermöglicht, ohne dabei die für den Stofftransport entscheidende Grenzschicht durch eine Probenentnahmevorrichtung zu stören.

Zu Beginn werden die Anforderungen an die Materialien, Oberflächen und Probenfertigung definiert, sodass die Messtechnik auf die zu erwartenden Stoffe abgestimmt und der Versuchsaufbau entsprechend ausgelegt werden kann. Mithilfe der in der Messtechnik gesammelten Erfahrungswerte, wird schließlich ein Konzept für einen Versuchsstand entwickelt.

Die Definition der zugehörigen Randbedingungen stellt sicher, dass die Messungen, die numerische Untersuchung des Stofftransportes sowie eine mögliche Modellentwicklung aufeinander abgestimmt sind. Auf Basis der im Projekthaus entwickelten Messtechnik und des konzeptionierten Versuchsstandes werden in zukünftigen Projekten Daten gemessen, die der Validierung von detaillierten numerischen Simulationen dienen.