Entwicklung und Erprobung eines H2S-Sensors zur OnBoardÜberwachung von Desulfatisierungsprozessen von Entstickungskatalysatoren an Verbrennungsmotoren

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Entwicklung und Erprobung eines H2S-Sensors zur OnBoardÜberwachung von Desulfatisierungsprozessen von Entstickungskatalysatoren an Verbrennungsmotoren
Projektleitung Marion Wienecke , Prof. Dr. rer. nat. habil.
Kürzel
Projektbeginn 01. Juli 2009
Projektabschluss 30. Juni 2012
Projektpartner
Projektbeteiligte Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik ,
Projektmittel 259000 €
Mittelgeber BMBF-Projekt  (FhprofUnt)
Fakultät(en) Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Forschungsschwerpunkte(e) Produktentwicklung
Hyperlink http://www.hs-wismar.de/ifod

Inhalt

Die kritischsten Schadstoffe beim Dieselmotor sind die Stickoxide und die Partikel. In den nächsten Jahren erfolgt eine schrittweise Verschärfung der zulässigen Emissionsgrenzwerte in vielen Einsatzgebieten von Dieselmotoren. So werden z.B. die Grenzwerte für NOX in Europa im Pkw-Bereich im Jahr 2009 auf 0,18 g/km und 2014 auf 0,08 g/km abgesenkt.

Zur Einhaltung der künftigen Emissionsgrenzwerte ist der Einsatz von Abgasnachbehandlungssystemen möglich und in vielen Fällen unverzichtbar. Für die Entstickung von Verbrennungsabgasen aus Motoren kommen zurzeit SCR-Systeme und NOX-Speicherkatalysatoren in Betracht.

Die Funktionalität von NOX-Speicherkatalysatoren wird durch die Anwesenheit von Schwefelverbindungen im Kraftstoff beeinträchtigt, da der Schwefel in Form von Sulfaten in den Katalysatoren eingelagert wird und damit die katalytisch aktiven Zentren blockiert. Selbst der heute in den hoch entwickelten Kraftstoffen enthaltene geringe Schwefelgehalt von weniger als 10 ppm hat zur Folge, dass an Speicherkatalysatoren in periodischen Abständen ein Desulfatisierungsprozess erfolgen muss. Als ein unerwünschtes Produkt entsteht bei der Desulfatisierung unter bestimmten Prozessbedingungen das stark riechende und giftige Gas Schwefelwasserstoff (H2S).

Aus diesem Grund wird eine Überwachung bzw. Kontrolle des H2S-Schlupfes zur Vermeidung von unzulässig hohen Emissionswerten angestrebt. Im geplanten Vorhaben soll ein Sensor zur Messung des H2S-Schlupfes von Entstickungskatalysatoren von Dieselmotoren entwickelt und erprobt werden. Mit Hilfe dieses Sensors soll eine gezielte Überwachung der H2S-Emission möglich sein. Eine weitere Funktion des Sensors soll die Funktionsteuerung sowie die Fehlfunktionserkennung des H2S-Katalysators sein.

Neben der wissenschaftlich-technischen Zielstellung soll das Vorhaben zu einer Intensivierung und Beschleunigung des Wissens- und Technologietransfers zwischen Fachhochschulen und Unternehmen beitragen. KMU sind oftmals aus Kapazitäts- und Kostengründen nicht in der Lage eigene Forschungsarbeiten durchzuführen. Mit dem beantragten Vorhaben erhalten sie Zugang zu Forschungsergebnissen, welche sie in Eigenleistung nicht erreichen können. Die beteiligten KMU sollen nach Abschluss des Projektes von den Ergebnissen profitieren, d.h. die Vermarktung des entwickelten Produktes vornehmen. Damit erweitern sie ihr Leistungsangebot und können die Wettbewerbsfähigkeit erhalten bzw. ausbauen.

Für die beteiligten Hochschulen eröffnet das Vorhaben neue Wege für eine forschungsnahe Qualifizierung von Studierenden und Personal in Form von Diplom-, Bachelor- und Masterarbeiten sowie kooperativen Promotionen. Ein weiteres Ziel besteht in der Stärkung der Verbundfähigkeit der Fachhochschulen. Mit Hilfe des beantragten Vorhabens soll insbesondere die künftige Zusammenarbeit zwischen der HTW Dresden (FH) und der Hochschule Wismar eine Basis erhalten.