Das Projekt "Hochtemperatur-Gassensoren, GK TK 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik durchgeführt. Temperaturunabhaengige resistive Sauerstoffsensoren auf der Basis poroeser Bulkmaterialien (selbsttragende Sensor-Substrate) - Keramische Sauerstoffsensoren auf Zirkonoxidbasis werden seit Jahren als Lambda-Sonde zur Ueberwachung und Regelung von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Diese Sonde kann die sehr grossen Sauerstoffpartialdruckwechsel bei herkoemmlichen Ottomotoren sicher erkennen. Dieselmotoren und umweltvertraegliche dh emissionsarme Magermotoren arbeiten jedoch stets mit einem Sauerstoffueberschuss. Zur schadstoffarmen Regelung der Verbrennung benoetigt man daher einen Sensor, der im Bereich von 1-20 Prozent den Sauerstoffgehalt im Abgas auf ein Prozent genau misst. Ebenso wird von diesem Sensor eine hohe Lebensdauer (mehr als 3000 h), geringe Drift und eine schnelle Ansprechzeit erwartet (ca 10 ms). Bisherige Sonden erreichen diese hohe Genauigkeit nicht, da ihr Signal stark von der Sensortemperatur abhaengt, welche im Abgas um bis zu 100 Grad Celsius schwankt. Am Institut fuer Werkstoffe der Elektrotechnik wird seit vielen Jahren unter der Leitung von Prof Dr rer nat K H Haerdtl an der Entwicklung von resistiven Sauerstoffsensoren gearbeitet. Dabei dient der elektrische Widerstand der Proben als Sensorsignal, im Gegensatz zum potentiometrischen- oder amperometrischen Messprinzip der herkoemmlichen Lambda-Sonden. Neueste Messungen an verschiedenen Metalloxiden zeigen, dass die Temperaturabhaengigkeit des elektrischen Widerstandes durch gezielte Werkstoffentwicklung von Mischkristallsystemen stark reduziert werden kann, waehrend die Sauerstoffsensitivitaet erhalten bleibt. Im Rahmen des Projekts wird ein funktionstuechtiger Sensor als selbsttragendes Sensor-Substrat entwickelt und die Grundlagen der Sauerstoffdiffusion in diesem System untersucht. Umweltrelevanz: Schnelle Sauerstoffsensoren fuer die Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von emissionsarmen Magermotoren werden entwickelt, die eine gezielte Motorregelung und somit eine Reduzierung des Schadstoffgehalts im Abgas des Kraftfahrzeugs ermoeglichen.
Das Projekt "Stickstoffreduktion beim Magermotor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Angewandte Thermodynamik und Institut für Thermodynamik durchgeführt. Zur Unterschreitung der sehr niedrigen Emissionsstandards bei Ottomotoren werden heute auf lambda = 1 (stoechiometrischer Betrieb) geregelte Motoren mit Drei-Weg-Katalysatoren eingesetzt. Zur deutlichen Absenkung des Kraftstoffverbrauches ist es aber notwendig, die Ottomotoren im mageren Bereich (lambda ca. 1,5) zu betreiben. Mit Hilfe von Oxidationskatalysatoren koennen die Grenzwerte von CO und HC unterschritten werden. Zur NOx-Absenkung sind Reduktionskatalysatoren notwendig, die im sauerstoffhaltigen Abgas arbeiten. Diese Katalysatoren der SCR-Technik (Selective Catalytic Reduction) benoetigen ein Reduktionsmittel. Im Falle des Ottomotors bieten sich die Kohlenwasserstoffe im Abgas dazu an. In Laboruntersuchungen wurden unterschiedliche Katalysatorentypen und verschiedene Einzelkohlenwasserstoffe bezueglich des Reduktionspotentials von NO untersucht. Eine differenzierte Kohlenwasserstoffanalyse vor und nach SCR-Katalysator im Abgas von mager betriebenen Ottomotoren zur Beurteilung des NO -Reduktionspotentials der HC im Abgas liegt nicht vor sowie eine gezielte Modifikation der HC-Zusammensetzung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Untersuchung spezieller SCR-Katalysatoren zur Reduktion der Stickoxide mit Hilfe der im Abgas von mager laufenden Ottomotoren befindlichen Kohlenwasserstoffe.
Das Projekt "Technologiebewertung zu Problemen der Luftverschmutzung durch Strassenfahrzeuge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Österreichische Akademie der Wissenschaften, Institut für Sozio-Ökonomische Entwicklungsforschung und Technikbewertung durchgeführt. Der derzeitige Stand der Wissenschaft laesst vermuten, dass das Waldsterben durch eine Kombination von Wirkungen des Schwefeldioxids, der Stickoxide und Kohlenwasserstoffe verursacht wird. Letztere beide Schadstoffe werden in beachtlicher Menge von Kraftfahrzeugen verursacht. Drei technische Entwicklungen koennen zur Loesung dieser Probleme beitragen. Der Magermotor, der emissionsarme Dieselmotor und der Dreiwegkatalysator. Langfristig sind die ersten beiden Loesungen vorzuziehen, da sie guenstiges Abgasverhalten mit Energiesparsamkeit und Zuverlaessigkeit verbinden. Kurzfristig sind die extrem hohen Anforderungen der US Gesetzgebung nur mit Hilfe des Dreiwegkatalysators erreichbar. Laengerfristig waere es wuenschenswert, moeglichst hochoktaniges (etwa 96 ROZ, 86 MOZ) bleifreies Benzin auf den Markt zu bringen, um die Energiesparsamkeit zu beguenstigen. Es wird vorgeschlagen, die Moeglichkeit eines Ausgleichs zwischen Sparsamkeit und Umweltbelastung innerhalb geringer Grenzen zu erwaegen. Zu bedenken ist auch die Tatsache, dass z.B. der Magermotor seine Emissionseigenschaften ziemlich konstant haelt, waehrend die Funktion des Katalysators im Laufe der Zeit nachlaesst, wobei die routinemaessige Ueberpruefung im Moment kaum technisch durchfuehrbar ist. Um eine schnellere Entlastung der Umwelt zu erreichen als dies durch Verordnungen fuer Neufahrzeuge moeglich ist, koennten verkehrspolitische Massnahmen gesetzt werden. Z.B. Beguenstigungen des oeffentlichen Verkehrs, Tempolimits und autofreie Tage. Auch Nachruestung bestehender KFZ ist moeglich, wenn auch nicht so wirksam wie Dreiwegkatalysatoren.