Keramik in der Abgasreinigung

Abgase aus verschiedenen technischen Prozessen verunreinigen unsere Umgebungsluft und können zu Umwelt- und Gesundheitsschäden führen. Für die Reinigung und die Einhaltung von Emissions- und Immissionsgrenzwerten gibt es – je nach Verursachungsprozess und Verunreinigung – sehr unterschiedliche Verfahren. Keramische Filter, Adsorbentien, Katalysatoren und Katalysatorträger ermöglichen in vielen dieser Reinigungsverfahren effiziente und kostengünstige Ergebnisse, vor allem, wenn es um hohe Temperaturen, chemische Korrosion und Langlebigkeit geht.

Insbesondere bei der Reinigung von Abgasen aus Verbrennungskraftmaschinen wie Otto- oder Dieselmotoren sind keramische Katalyatorträger und Dieselpartikelfilter unverzichtbar geworden. Inzwischen werden allein in westeuropäischen Pkws jährlich ca. 20 Mio. keramische Katalysatorträger und Partikelfilter verbaut. Darüber hinaus spielen keramische Komponenten auch in der Abgasreinigung von großen Industrieprozessen, wie in Kraftwerken, Müllverbrennungsanlagen und Anlagen der chemischen und thermischen Prozesstechnik, eine wichtige Rolle. Selbst in Haushaltsanwendungen haben keramische Filter und Katalysatoren Einzug gehalten.

Mit seiner langjährigen Entwicklungskompetenz in diesem Bereich trägt das Fraunhofer IKTS dazu bei, Werkstoffe und Fertigungsverfahren zu optimieren sowie neue Anwendungen zu erschließen. Außerdem bietet das Institut anspruchsvolle und teilweise neu entwickelte Analyse-, Modellierungs- und Simulationstechniken zur Material-, Bauteil- und Prozessoptimierung an. Die Untersuchung keramischer Komponenten nach Einsatzerprobung gehört ebenfalls zum Leistungsangebot. Zudem besitzt das IKTS umfangreiches Know-how in der Entwicklung von keramischen Gassensoren und komplexen Sensorsystemen für den Einsatz in der Abgasreinigung.

© Fraunhofer IKTS

 

Nachbehandlung von motorischen Abgasen

Motorische Abgase gehören zu den Hauptemissonsquellen von Luftschadstoffen. Für die Einhaltung der Grenzwerte für die Emission von Kohlenstoffmonoxid, Kohlenwasserstoffen, Stickstoffoxiden und Partikeln sind zukünftig Weiterentwicklungen notwendig, die u. a. auf die Kombination von Partikelfiltration und Katalyse ausgerichtet sind.

 

Industrielle Abgasreinigung

Die Reinigung heißer Abgase kann je nach Anwendungsgebiet und Emissionsart mit verschiedenen Techniken erfolgen. Keramiken kommen vor allem dann zum Einsatz, wenn herkömmliche Lösungen an Temperaturgrenzen stoßen oder sehr korrosive Medien auftreten. Keramiken können häufig auch kostengünstige Alternativen darstellen, beispielsweise gegenüber teuren Speziallegierungen.

 

Innenräume und häuslicher Bereich

Die Qualität der Raumluft spielt für das menschliche Wohlbefinden und die Gesundheit eine wichtige Rolle. Staub, Bakterien oder Gerüche beeinträchtigen diese aber entscheidend. Schaumkeramikfilter zu Entstaubung oder keramisch geträgerte Photokatalysatoren zur Geruchsfiltration können zu einer gesunden Innenraumhygiene und einem angenehmen Raumklima beitragen.

 

Sensorik

Durch die chemische Beständigkeit keramischer Werkstoffe auch bei hohen Temperaturen sind keramikbasierte Sensoren insbesondere für einen Einsatz in harschen Umgebungen wie der Abgasnachbehandlung und -reinigung geeignet. Das Fraunhofer IKTS bietet hier komplexe Sensorelemente und Sensorintegrationslösungen aus einer Hand.

 

Material- und Prozessanalyse

Das Fraunhofer IKTS bietet als akkreditierter und auditierter Dienstleister zahlreiche Charakterisierungsmethoden und umfangreiches Equipment für die Entwicklung von keramischen Filtern, Adsorbentien, Katalysatoren und Katalysatorträgern.

 

Ausstattung

Für die Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung von keramischen Filtern, Adsorbentien, Katalysatoren und Katalysatorträgern verfügt das Fraunhofer IKTS über ein umfangreiches, teils einzigartiges technisches Equipment wie eine kontinuierlich arbeitende Anlage für die Schaumbeschichtung oder Heißgasfiltrationsprüfstande.

 

Kompetenzen

Für die Entwicklung von keramischen Filtern und Katalysatoren verfügt das IKTS über umfangreiche Kompetenzen im Bereich der Substratauswahl, der katalytischen und adsorptiven Beschichtung sowie Musterfertigung. Darüber hinaus besitzt das IKTS fundiertes Know-how auf dem Gebiert der  Sensorik in und Filteranalytik.