ACA – Center for Automotive Catalytic Systems Aachen
Thema
Die Abgasbehandlung, insbesondere von Verbrennungsmotoren, ist seit Jahrzehnten Gegenstand variantenreicher und intensiver Grundlagenforschung. Die fortlaufende Erhöhung von Umweltstandards sowie die Verknappung natürlicher Ressourcen werden auch in Zukunft die Anforderungen an Abgasnachbehandlungssysteme kontinuierlich erhöhen. Dabei sind neben höherer Katalysatoraktivität auch geringere Kosten und verbesserte Stabilität wichtige Ziele bei der Arbeit an Katalysatorsystemen.
Forschungsziele
Der interdisziplinäre Ansatz des Projekthauses ermöglicht neben der Analyse und Optimierung des aktiven Materials selbst auch die Betrachtung der Diffusion und des Stofftransports. Um die Entwicklung bis zum Einsatz des fertigen Produktes darzustellen, werden schließlich auch Bauteilfunktionalität und -interaktion der im Projekthaus hergestellten Katalysatoren untersucht. Wichtige Ziele sind dabei:
- Steigerung der katalytischen Aktivität
- Erweiterung der Betriebsrandbedingungen
- Reduktion der Edelmetalle und seltenen Elemente
- Systemorientierte Entwicklungsprozesse
Somit deckt die Forschungsarbeit im Projekthaus die Themengebiete von der Materialentwicklung über Trägerstrukturen bis hin zur Systemintegration ab.
Beteiligte Professuren
Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften - Fakultät 1
Lehrstuhl für Mikrostrukturanalytik
Direktor: Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Joachim Mayer
www.gfe.rwth-aachen.de
Lehrstuhl für Heterogene Katalyse und Technische Chemie
Institut für Technische und Makromolekulare Chemie (ITMC)
Institutsleiterin: Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Regina Palkovits
ITMC
Institut für Anorganische Chemie (IAC)
Direktor: Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Ulrich Simon
www.iac.rwth-aachen.de
Fakultät für Maschinenwesen - Fakultät 4
Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung (WSA)
Institutsleiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Reinhold Kneer
www.wsa.rwth-aachen.de
Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA)
Institutsleiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Pischinger
www.vka.rwth-aacchen.de
Institut für Technische Verbrennung (ITV)
Institutsleiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Heinz Günter Pitsch
www.itv.rwth-aachen.de
Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik - Fakultät 5
Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-1): Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren
Direktor: Univ.-Prof. Dr. Olivier Guillon
IEK-1 (FZ - Jülich)
Vorhandene Infrastruktur
Das ACA hat über die beteiligten Institute Zugriff auf zahlreiche Einrichtungen der RWTH und des FZ-Jülich. Hierzu zählen neben wichtigen Analysetechniken wie:
- (Pulver) Röntgen-Diffraktion (XRD)
- Stickstoffsorption
- Chemisorption (TPR, TPD, TPO)
- Wassersorption
- Thermogravimetrie (+ FTIR)
- Infrarotspektroskopie (ATR, DRIFTS, in situ DRIFTS)
- Elementaranalyse (ICP-OES, CHNOS)
auch verschiedene Einrichtungen zur Elektronenmikroskopie:
- SEM (EDX)
- TEM (FIB-Lamellen)
- XPS (In-Situ XPS)
sowie Prüfstände:
- Laborgas- und Alterungsprüfstände für Katalysatoren
- Motorenprüfstände für PKW und NFZ
- Fahrzeugrollenprüfstand
Projekte
Zunächst wuden im Projekthaus im Rahmen der ERS-Förderung die Einsatzmöglichkeiten Perowskitischer Materialien als Edelmetallfreie Katalysatoren für verschiedene Einsatzzwecke untersucht. Darüber hinaus beschäftigt sich das ACA mit der vergleichenden Analyse kommerzieller Abgasnachbehandlung, sowie mit der Entwicklung und Optimierung von Betriebsstrategien für NOX-Speicherkatalysatoren.
Diese Erkenntnisse fließen aktuell in das vom BMBF geförderte Forschungsvorhaben DeNOx ein. In diesem Projekt verfolgt das ACA einen neuen Ansatz in der Stickoxidminderung durch Kombination der bekannten Systeme, Speicherkatalysator und SCR-Katalysator, unter Einbeziehung neuer Materialentwicklungen.
Weiterhin haben die Forscher im ACA im Rahmen eines Ford-Alliance Projektes die Einflüsse verschiedener Kohlenwasserstoffe auf das Verhalten von NOx-Speicherkatalysatoren untersucht. Dies wird im Moment in einem kürzlich gestarteten Ford-Alliance Projekt auf die besonderen Abgaskomponenten erweitert die unter Verwendung neuartiger synthetischer Kraftstoffe, z.B. aus Überschussstrom erzeugt (power to fuel), erwartet werden.
Ansprechperson
Website