„Super-Kat“ funktioniert bei Raumtemperatur
Forscher der Technischen Universität Eindhoven haben einen neuen Katalysator entwickelt, der giftiges Kohlenstoffmonoxid (CO) bei Verbrennungsmotoren bereits bei Raumtemperatur unschädlich macht. Heute wirken die Katalysatoren erst, wenn sie die Betriebstemperatur von weit über 100 Grad Celsius erreicht haben, also nach einigen Kilometern Fahrt.
29.09.2023
Fein strukturierte Keramik
Forscher Valery Muravev hat im Rahmen seiner Doktorarbeit einen solchen Katalysator getestet. Er verlagerte seine Aufmerksamkeit auf das Trägermaterial Ceroxid, das mit katalytisch wirkendem Edelmetall beschichtet ist. Er stellte die Keramik in unterschiedlichen Kristallgrößen her und schied im gleichen Arbeitsschritt Edelmetalle in Form von einzelnen Atomen darauf ab.
Kleine Ceroxidkristalle mit einer Größe von vier Nanometern verbesserten die Leistung des Edelmetalls Palladium unter Kaltstartbedingungen in Gegenwart von überschüssigem CO stark. Das lässt sich durch eine höhere Reaktivität der Sauerstoffatome bei kleineren Ceroxidkristallgrößen erklären. Kristalle mit einer Größe von acht Nanometern sind hingegen optimal, um bei Temperaturen unter 100 Grad Celsius eine hohe katalytische Aktivität zu erreichen.
Auch für „grüne“ Kraftstoffe
Diese Entdeckung ist auch für die Entwicklung von Verfahren von Bedeutung, um CO2, das aus der Umgebungsluft gewonnen wird, mit „grünem“ Wasserstoff zu kombinieren, um solche Kraftstoffe und Ausgangsmaterialien für die Herstellung umweltneutraler Kunststoffe herzustellen.
Gemeinsam mit dem britischen Unternehmen Johnson Matthey, das Katalysatoren für die Automobilindustrie herstellt, wollen die Wissenschaftler nun daran arbeiten, eine Produktionstechnik für die kalt wirkenden Katalysatoren zu entwickeln, die möglicherweise sogar biliger sind als heute eingesetzte, weil die Edelmetallmenge, die benötigt wird, deutlich geringer ist. Statt die Keramik flächig zu beschichten, sind nur noch einzelne Atome im Einsatz.
