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Exhaust Gas Sensors for NOx Storage Catalysts and Ammonia-SCR Systems : Abgassensoren für NOx-Speicherkatalysatoren und Ammoniak-SCR-Systeme

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Moos, Ralf:
Exhaust Gas Sensors for NOx Storage Catalysts and Ammonia-SCR Systems : Abgassensoren für NOx-Speicherkatalysatoren und Ammoniak-SCR-Systeme.
2008
Event: 5. Internationales Forum Abgas- und Partikelemissionen / 5th International Exhaust Gas and Particulate Emissions Forum , 19.-20.02.2008 , Ludwigsburg, Germany.
(Conference item: Conference , Other Presentation type)

Abstract in another language

Steigende Kraftstoffpreise und die Selbstverpflichtung der Automobilindustrie, die CO2-Emissionen abzusenken, haben beim Pkw zu einem Boom beim Dieselmotor geführt. Aufgrund der mageren Betriebsweise kann dort jedoch keine Entstickung mit einem gewöhnlichen Dreiwegekatalysator erfolgen. Gleichzeitig werden sowohl für Pkw als auch für Nutzfahrzeuge, die nahezu ausschließlich mit Diesel betrieben werden, die Grenzwerte für Stickoxide (NOx) stark verringert. Neben einer Reihe innermotorischer Maßnahmen wurde daher das aus der Rauchgasentstickung bekannte Ammoniak-SCR-Verfahren eingeführt. Für Nutzfahrzeuge ist dieses System bereits bei einigen Herstellern Serienstand und für Pkw ist das Verfahren angekündigt. Beim SCR-Prinzip wird in das Abgasrohr eine wässrige Harnstofflösung eingespritzt, die im SCR Katalysator zu Ammoniak (NH3), welches als Reduktionsmittel zur NOx-Konversion dient, zerfällt. Im SCR-Katalysator werden dann die Stickoxide trotz der mageren Atmosphäre selektiv zu Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) umgesetzt. Parallel dazu wurde zunächst für direkteinspritzende magerbetriebene Ottomotoren das NOx-Speicherkatalysator-Konzept (oft auch als Lean-NOx-Trap, LNT bezeichnet) entwickelt. Hier werden während einer Magerphase die Stickoxide als Nitrate zwischengespeichert. Bevor die Speicherkapazität des NOx-Speicherkatalysators erschöpft ist, findet dann in einer kurzen Fettphase eine Nitratreduktion statt. Mittlerweile wird das LNT-Konzept auch im Diesel eingesetzt und das SCR-System wird für Ottomotoren diskutiert. Auch die Kombination beider Verfahren, bei der während einer kurzen Fettphase Ammoniak erzeugt wird, ist im Serieneinsatz. Sowohl zur Regelung als auch für die On-Board-Diagnose dieser Systeme wird eine geeignete Abgassensorik immer wichtiger. Da beide Abgasnachbehandlungsverfahren funktionsbedingt Gase einspeichern, wäre auch die Kenntnis des Katalysatorbeladungsgrades für die optimale Regelung dieser Systeme hilfreich. Tendenziell werden dabei zwei Richtungen verfolgt. Bereits im Serieneinsatz bzw. in der Serienentwicklungsphase sind selektive Abgassensoren, wie ein NOx-Sensor oder ein NH3-Sensor. Sie bauen auf der Plattform planarer Lambdasonden auf und nutzen die nunmehr über 30-jährige Erfahrung in Herstellung und Betrieb dieser Sensoren aus. Im Forschungsstadium befinden sich ganz neuartige, sehr vielversprechende Ansätze, die ohne den Umweg über die NOx- bzw. NH3-Gaskonzentration den Katalysatorbeladungsgrad messen. Hierzu wird aus den elektrischen Eigenschaften der Katalysatorbeschichtung direkt auf die Katalysatorbeladung und den Katalysatorzustand geschlossen.

Further data

Item Type: Conference item (Other)
Refereed: Yes
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Faculties
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials
Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials
Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT
Profile Fields
Profile Fields > Advanced Fields
Research Institutions
Research Institutions > Research Centres
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 03 Jun 2015 06:53
Last Modified: 06 Apr 2016 09:22
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/14500