Ein neuer, hochkonzentrierter und stabiler Ammoniakvorläufer (GuFo) wurde für die SCR-Stickoxidreduzierung von Verbrennungsmotoren entwickelt und charakterisiert und an einem Pkw-Dieselmotor im Nebenstrom in einem neuen Reaktorverfahren appliziert.
Aktuelle Verschärfungen in der EU-Abgasnorm für alle Dieselmotoren erfordern intensive Stickoxid-Reduzierungsmaßnahmen (DeNOx). Stand der Technik ist die SCR (Selective Catalytic Reduction)-Technologie mittels spezieller Abgaskatalysatoren und flüssiger Reduktionsmittel. Im Förderprojekt NORA wurde zum einen ein neuartiges Reduktionsmittel chemisch charakterisiert und zusätzlich eine praktische Applikation an einem Pkw-Dieselmotor realisiert. Das neue nichttoxische Reduktionsmittel auf Basis einer wässrigen Guanidiniumformiatlösung (GuFo) als Ammoniakvorläufer für die SCR-Reaktion am DeNOx-Katalysator weist dabei eine außerordentliche Wärme- und Kältestabilität auf, verbunden mit einer hohen Kapazität, wie sie von bisherigen Ammoniakvorläufern auf Basis wässriger Harnstofflösung nicht erreicht wurde. GuFo-Salz hat eine ausgesprochen hohe Löslichkeit von bis zu 6,2 kg in 1 Liter Wasser und somit ein extrem hohes DeNOx-Potenzial.
rechts: Applikation des NH3-Generators am Pkw-Motor (Quelle: AlzChem Trostberg GmbH)
Neben der Chemie der optimalen Umsetzung von GuFo, speziell der Vermeidung von unerwünschten Nebenprodukten, wurden die notwendigen Reaktionsparameter erarbeitet. Diese Parameter wurden in einem kleinen Reaktor (NH3-Generator) zum Betrieb im Abgasnebenstrom, unabhängig vom Zustand des Motors, umgesetzt. Eine Applikation des NH3-Generators erfolgte an einem 3-Liter-Pkw-Motor derart, dass mit einer homogenen NH3-Gaseinmischung hohe Effizienzen in der DeNOx erreicht wurden. Mit geschickter Dosierungsstrategie, angepasst an den SCR-Kat, konnte die DeNOx-Leistung im Vergleich zum Standard-System im Fahrzyklus um bis zu 60 % gesteigert werden. Diese hohe Effizienz erlaubt eine weitere Verbrauchsoptimierung (CO2-Einsparung) am Dieselmotor. Da diese neue Technologie in einem weiten Bereich skalierbar ist, lassen sich damit künftig auch größere Off-Highway Motoren ausstatten.
