Technologielösungen für hocheffiziente zero-emission H2-Motoren für KWK-Anwendungen, Teilvorhaben: Modifizierung von Katalysatormaterialien und Herstellung von Katalysatoren im Labormaßstab

Description: Die Umrüstung von stationären magerbetriebenen Gasmotoren für Blockheizkraftwerke (BHKW) auf Wasserstoff-Betrieb erfordert neben technischen Adaptionen auch eine Veränderung der katalytischen Abgasnachbehandlung zur Entfernung von Stickoxiden. Die einfachste und kostengünstigste Möglichkeit eine entsprechende Emissionssenkung zu bewirken, ist die direkte Rückverwandlung des NOx im Abgasstrang zu Stickstoff mit dem nicht verbranntem Wasserstoff aus dem Motor (Schlupf) oder durch geringe Mengen H2 aus der Brennstoffleitung nach dem H2-SCR Verfahren (NO + NO2 + 3 H2 . N2 + 3 H2O). Die bisher hierfür entwickelten Katalysatoren, hauptsächlich auf der Basis von Platin-beschichteten Metalloxiden, erweisen sich jedoch als ungeeignet, da sie schon bei niedrigen Temperaturen unterhalb von 150 °C ein starke Tendenz zur Bildung von klimaschädlichem Lachgas (N2O) zeigen. Aus diesem Grund sollen im Projektverbund neuartige hoch redoxaktive Mischmetalloxid-Katalysatoren auf der Basis von Mn(Fe)Ce-Mg-Al-Oxide entwickelt werden, die zwar im Vergleich zum Platin-System eine geringere Aktivität aufweisen, jedoch die Lachgasbildung weitgehend unterdrücken.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Blockheizkraftwerk ? Gasmotor ? Katalysator ? Metalloxid ? Stickstoff ? Wasserstoff ? Abgasnachbehandlung ? Lachgas ? Stickoxide ? Emissionsminderung ? Motor ?

Region: Nordrhein-Westfalen

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License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren (Betreiber*in)
• IBU - tec advanced materials AG (Mitwirkende)
• INTERKAT Catalyst GmbH (Mitwirkende)
• KS Kolbenschmidt GmbH (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-10-01 - 2025-09-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Modification of catalyst materials and production of catalysts on a laboratory scale
  Description: The conversion of stationary lean-burn gas engines for combined heat and power plants (CHP) to hydrogen operation requires not only technical adaptations but also a change in the catalytic exhaust gas aftertreatment to remove nitrogen oxides. The simplest and most cost-effective way to bring about a corresponding reduction in emissions is to convert the NOx in the exhaust tract directly back to nitrogen using the unburned hydrogen from the engine (slip) or by adding small amounts of H2 from the fuel line using the H2-SCR process (NO + NO2 + 3 H2 ' N2 + 3 H2O). However, the catalysts developed to date for this purpose, mainly based on platinum-coated metal oxides, have proved to be unsuitable because they show a strong tendency to form climate-damaging nitrous oxide (N2O) even at low temperatures below 150 °C. The catalysts are therefore not suitable for this purpose. For this reason, novel highly redox-active mixed metal oxide catalysts based on Mn(Fe)Ce-Mg-Al oxides are to be developed in the project network. Although these catalysts exhibit lower activity than the platinum system, they largely suppress the formation of nitrous oxide. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1129660

Status

Aktiv

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