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Mar 09, 2023

Ein neuer Katalysator könnte den Kraftstoffverbrauch und die Herstellungskosten von Autos senken

Ein neuer Katalysator, der den Kraftstoffverbrauch und die Herstellung senken könnte

Ein Wissenschaftler des Imperial College London hat einen neuen Katalysator entwickelt, der den Kraftstoffverbrauch und die Herstellungskosten senken könnte.

Ein Katalysator ist die Komponente im Abgassystem eines Fahrzeugs, die einige schädliche Emissionen eliminiert. Tests deuten darauf hin, dass der neue Prototyp den Kraftstoffverbrauch eines Standardfahrzeugs um bis zu drei Prozent senken könnte. Es könnte auch Vorteile für die Umwelt bringen, indem es den CO2-Ausstoß jedes Fahrzeugs reduziert.

– Dr. Benjamin Kingsbury

Erfinder und wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Chemieingenieurwesen

Das neue Design verbraucht bis zu 80 Prozent weniger seltene Metalle, eine Entwicklung, die die Kosten für Fahrzeughersteller erheblich senken könnte. Die Herstellung von Katalysatoren ist teuer, da sie Edelmetalle wie Platin verwenden, um Emissionen zu vermeiden. Diese Metalle machen derzeit bis zu 60 bis 70 Prozent der Bauteilkosten aus.

Es wird außerdem erwartet, dass der Prototyp eine bessere Leistung als bestehende Modelle erbringt, da das seltene Metall über die Lebensdauer der Komponente weniger abgebaut wird. Labortests deuten darauf hin, dass er sich auf einer Distanz von 100.000 Kilometern nur um vier Prozent verschlechtert, verglichen mit 35 Prozent bei einem Standardkatalysator.

Der Prototyp des Geräts wurde von Dr. Benjamin Kingsbury, Professor Kang Li und Dr. Zhentao Wu entwickelt, die alle aus der Abteilung für Chemieingenieurwesen stammen.

Dr. Kingsbury sagt: „Katalysatoren sind die wichtigste Komponente in einem Fahrzeug zur Kontrolle der Abgasemissionen. Doch ihr Design hat sich seit ihrer ersten Entwicklung in den 1940er Jahren nicht verändert. Der von mir entwickelte Prototyp könnte den Betrieb von Autos billiger machen, weil sie weniger verbrauchen.“ Es könnte den Herstellern möglicherweise dabei helfen, ihre Kosten zu senken. Auch die Autofahrer könnten ein großer Nutznießer dieses Geräts sein, das Kraftstoffkosten einsparen und letztendlich zu geringeren CO2-Emissionen führen könnte.“

Ein herkömmlicher Katalysator ist ein Keramikblock, der mit mikroskopisch kleinen Kanälen durchzogen ist, die mit einem seltenen Metall wie Platin beschichtet sind. Emissionen gelangen vom Motor zum Abgassystem und durch die Kanäle, wo das Edelmetall eine chemische Reaktion auslöst, die die schädlichen Schadstoffe beseitigt.

Die Forscher haben einen bestehenden Herstellungsprozess weiterentwickelt, um die Struktur der mikroskopischen Kanäle zu verbessern, die Oberfläche zu vergrößern und eine effektivere Verteilung des seltenen Metalls im Gerät zu ermöglichen, sodass weniger Metall verwendet wird. Die vergrößerte Oberfläche macht außerdem den chemischen Reaktionsprozess des Katalysators effizienter.

Das neue Design des Geräts erhöht die Kraftstoffeffizienz, da es einen „Gegendruck“ verhindert, bei dem sich Gase ansammeln, die den Motor stärker arbeiten lassen und seine Leistung beeinträchtigen können.

Dr. Kingsbury hat von der Royal Academy of Engineering Fördermittel erhalten, um seinen Prototyp auf den Markt zu bringen. Dr. Kingsbury und seine Partner arbeiteten mit Imperial Innovations zusammen, um im Dezember 2013 ein Imperial-Startup-Unternehmen zu gründen, um den Prototyp des Geräts zu vermarkten. Ein wichtiger nächster Schritt ist die Entwicklung eines Produktionsprozesses für die Massenfertigung.

Siehe die Pressemitteilung zu diesem Artikel