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FWC – Der neue Vier-Wege-Katalysator für Benzinmotoren

Der FWC™ (four-way conversion catalyst) kombiniert die Funktionalität eines Drei-Wege-Katalysators mit der eines Filters auf einer einzigen Wabenkomponente. Diese neue Technologie der BASF kann Feinstaub genauso wie Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickstoffoxide (NOx) aus dem Abgas von Benzinmotoren entfernen – ohne Beeinträchtigung der Motorenleistung oder zusätzlichen Platzbedarf. Dies hilft Automobilherstellern, die neuen strengen Emissionsregulierungen wie Euro 6 einzuhalten.

Die Forschung dahinter:

Interview mit Dr. Klaus Harth, verantwortlich für die Forschung an Automobil-Katalysatoren bei BASF.

HERR HARTH, WAS IST DAS BESONDERE AM VIER-WEGE KATALYSATOR?
Harth: Wir haben den Drei-Wege-Katalysator weiterentwickelt und seine Reinigungswirkung optimiert. Der neue Vier-Wege Katalysator, kurz FWC (Four-Way Conversion catalyst), ist eine Technologie für Fahrzeuge mit Benzinmotor. Der Katalysator entfernt nicht nur die gasförmigen Schadstoffe, sondern auch Feststoffe wie Rußteilchen aus dem Abgasstrom. Der kompakte Vier-Wege-Katalysator vereint jetzt alle wichtigen Eigenschaften in einem einzigen Abgaskatalysator. Verglichen mit dem Drei-Wege-Katalysator und nachgeschaltetem Partikelfilter benötigt er aber wesentlich weniger Platz im Motorraum.

GIBT ES NOCH WEITERE VORTEILE?
Harth: Wir haben es geschafft, dass der FWC nur einen geringen Gegendruck für das durchströmende Abgas aufbaut. Für die Automobilhersteller ist dies ein wichtiger Aspekt. Denn ein hoher Gegendruck erhöht den Widerstand, den der Abgasstrom bis zum Auspuff überwinden muss. Ist der Gegendruck zu hoch, beeinträchtigt das die Leistungsfähigkeit des Motors und verschlechtert die CO2-Bilanz.

Um den Gegendruck so gering wie möglich zu halten, haben wir innovativeBeschichtungsprozesse entwickelt. Diese erlauben es beispielsweise, die porösen Innenwände des Monolithen gezielt mit dem katalytisch aktiven Material zu beschichten. Unsere langjährige Erfahrung mit Katalysatortechnologien ermöglicht es uns, maßgeschneiderte katalytische Strukturen zu schaffen. Resultierende Oberflächen sind ausserordentlich groß und ermöglichen eine hohe Katalysatoraktivität. Gleichzeitig müssen deutlich weniger Edelmetalle im Vier-Wege-Katalysator verarbeitet werden. Konvertierungsraten dieses Vier-Wege-Katalysator sind sehr hoch.

Die poröse Monolithwand stellt aber auch einen Filter für die Rußpartikel dar. Die Teilchen bleiben dort hängen und werden bei hohen Temperaturen und mithilfe der katalyti­schen Beschichtung zu Kohlendioxid umgesetzt. Damit leistet der Vier-Wege-Katalysator der BASF mehr als ein herkömm­liches Filtersystem mit unbeschichtetem Filter. Da die Rußpartikel größtenteils zu CO2 verbrannt werden, können sich die Poren des Katalysators nicht zusetzen – das Bauteil bleibt dadurch dauerhaft funktionstüchtig.

UND WIE SIEHT ES MIT DER LANGLEBIGKEIT EINES SOLCHEN KATALYSATORS AUS?
Harth: Die Langzeitstabilität wurde bereits in Testreihen nachgewiesen. Auch nach mehr als 160.000 Fahrkilometern säubert der Vier-Wege-Katalysator den Abgasstrom immer noch einwandfrei. Im April 2013 wurde das neue System bereits vorgestellt und befindet sich mittlerweile in der Entwicklungs- und Testphase bei vielen Automobilherstellern – immer mit Blick auf die Serienproduk­tion. Der Vier-Wege-Katalysator hilft Automobilherstellern, die strengen Emissionsregulierungen wie die Euro 6-Norm einzuhalten.

Dreiwegekatalysator für weniger Abgase
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Dreiwegekatalysator für weniger Abgase

Weitere Informationen über FWC