Technologielösungen für hocheffiziente zero-emission H2-Motoren für KWK-Anwendungen, Teilvorhaben: Herstellung von gemischten Metalloxiden auf Hydrotalcitbasis für die selektive katalytische Reduktion von NOx durch H2

Description: Die selektive katalytische Reduktion von NOx mittels H2 (H2-SCR) hat in jüngster Zeit immer mehr Aufmerksamkeit für die NOx-Entfernung auf sich gezogen. Für die H2-SCR wurden bisher zahlreiche Katalysatoren hauptsächlich auf Basis von platinbeschichteten Metalloxiden entwickelt, die auch bei Temperaturen unter 150 °C eine hohe Aktivität zeigen, jedoch auch eine hohe Selektivität für die Bildung von umweltschädlichem Lachgas (N2O). Die literaturbekannten Mischmetalloxide (Pt/Mg(Ni)Al-Oxide) sind aktive Katalysatoren für die Reduktion von NOx während der H2-SCR, mit einer Light-off-Temperatur von 160 °C und einer N2-Selektivität größer als 50%. Aus diesem Grund sollen neuartige, hoch redoxaktive Mischmetalloxid-Katalysatoren auf der Basis von Mn(Fe)Ce-Mg-Al-Oxiden mit gleichbleibender, geringer Beladung an Edelmetallen (kleiner als 0,5 Gew.-% Pd) und Übergangsmetalloxiden (kleiner als 1 Gew.-% V oder W) zum Finetuning der erforderlichen Aktivität, Selektivität und Stabilität entwickelt werden. Die breite Palette an Methoden zur Herstellung und physikalisch-chemischen Charakterisierung von Mischmetalloxiden ermöglicht die Beschreibung ihrer strukturellen, texturellen und Redox-Eigenschaften sowie die Bestimmung der aktiven Spezies, die an der H2-SCR beteiligt und für sie wesentlich sind. Das Teilprojekt sieht redoxaktive Katalysatormaterialien vor, die in Kombination mit einer Promotorbeschichtung des Projektpartners Forschungszentrum Jülich (IEK-1) bei der gewünschten Betriebstemperatur von ca. 120 °C einen hohen NOx-Umsatz aufweisen. Die Bildung von Lachgas sollte so weit wie möglich verhindert werden. Im nächsten Arbeitsschritt wird ein Wissenstransfer stattfinden, damit der Projektpartner Ibu-Tec das Verfahren zur Katalysatorpulversynthese im industriellen Maßstab umsetzen und damit ausreichende Mengen des Katalysators für die Herstellung der ersten Prototyp-Katalysatoren durch den Projektpartner INTERKAT zur Verfügung stellen kann.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Jülich ? Katalysator ? Metalloxid ? Edelmetall ? NOx-Minderung ? Lachgas ? Stickoxide ? SCR-Verfahren ? Bestimmungsmethode ? Produktionstechnik ? Wissenstransfer ? Forschungseinrichtung ? Chemisch-physikalische Behandlung ?

Region: Sachsen

Bounding boxes: 10.96785° .. 10.96785° x 47.85761° .. 47.85761°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• IBU - tec advanced materials AG (Mitwirkende)
• INTERKAT Catalyst GmbH (Mitwirkende)
• KS Kolbenschmidt GmbH (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Leipzig, Institut für Technische Chemie (Betreiber*in)

Time ranges: 2022-09-01 - 2025-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Production of hydrotalcite-based mixed metal oxides for selective catalytic reduction of NOx by H2
  Description: Selective catalytic reduction of NOx using H2 (H2-SCR) has recently attracted increasing attention for NOx removal. Numerous catalysts mainly based on platinum-coated metal oxides have been developed so far for H2-SCR, which show high activity even at temperatures below 150 °C, but also high selectivity for the formation of environmentally harmful nitrous oxide (N2O). The mixed metal oxides (Pt/Mg(Ni)Al oxides) known from literature are active catalysts for the reduction of NOx during H2-SCR, with a light-off temperature of 160 °C and N2 selectivity > 50%. Therefore, novel, highly redox-active mixed metal oxide catalysts based on Mn(Fe)Ce-Mg-Al oxides with consistent, low loading of noble metals (< 0.5 wt% Pd) and transition metal oxides (< 1 wt% V or W) will be developed to fine-tune the required activity, selectivity and stability. The wide range of methods for the preparation and physicochemical characterization of mixed metal oxides will allow the description of their structural, textural and redox properties, as well as the determination of the active species involved in and essential for H2-SCR. The subproject envisages redox-active catalyst materials which, in combination with a promoter coating from the project partner Forschungszentrum Jülich (IEK-1), exhibit a high NOx conversion at the desired operating temperature of approx. 120 °C. The catalyst materials will also be used for the production of nitrous oxide. The formation of nitrous oxide should be prevented as far as possible. In the next work step, a knowledge transfer will take place so that the project partner Ibu-Tec can implement the catalyst powder synthesis process on an industrial scale and thus provide sufficient quantities of the catalyst for the production of the first prototype catalysts by the project partner INTERKAT. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1129430

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.47
• Findability: 0.53

  • Title: 0.00
  • Description: 0.17
  • Identifier: false
  • Keywords: 1.00
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.