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Laboruntersuchungen zur Oxidation von Rußpartikeln
01.01.2005 - 31.12.2005
Forschungsförderungsprojekt
Dieselmotoren emittieren dreimal mehr Stickoxide und bis zu 1000 Mal mehr Rußpartikel in die Luft als vergleichbare Ottomotoren. In Österreich läuft fast jeder zweite PKW mit einem Dieselmotor und der LKW-Diesel-Verkehr nimmt ständig zu. Dadurch werden Feinstaub- und Stickoxid- Belastungen in der Atemluft erreicht, die bedenklich für die menschliche Gesundheit sind. Laut einer Statistik des VCÖ werden 2.400 Todesfälle jährlich indirekt durch Dieselabgase verursacht. Dies ist der Grund für eine geplante Verschärfung der Abgasgrenzwerte für Dieselmotoren durch die Europäische Gemeinschaft. Die Automobilindustrie hat sich auf diese Gesetzesnovelle vorbereitet und hat eine moderne Filtertechnologie entwickelt, die darauf abzielt, die Rußpartikel mithilfe der hohen Stickoxid-Konzentrationen im Dieselabgas aufzuoxidieren und den Ruß so in Gasprodukte zu überführen. Für die Optimierung solcher kontinuierlich regenerierbaren Filter müssen sowohl die Reaktionskinetik als auch der exakte Reaktionsmechanismus des Abbrandes genau bekannt sein. Notwendig hierfür sind Laboruntersuchungen, in denen Modelruße unter verschiedenen Bedingungen mit NO2, allein oder in Kombination mit H2O und/oder O2, umgesetzt werden. Der Wahl der richtigen Reaktionsparameter kommt dabei eine besondere Bedeutung zu. Die Reaktionstemperatur sollte möglichst niedrig liegen, damit einerseits die Kaltstartperiode kurz ist und auf der anderen Seite nicht durch zu hohe Temperaturen das Material unnötig belastet wird. Ein idealer Meßaufbau für die Untersuchung einer solchen katalysierten, heterogenen Reaktion ist die temperaturprogrammierte Oxidation (TPO) mit nachgeschaltener massenspektroskopischer Detektion der Abbrandprodukte [1]. Am Institut für Materialchemie steht bereits eine Apparatur für temperaturprogrammierte Desorption (TPD) zur Verfügung, die ein Quadrupol-Massenspektrometer (Balzers; Liechtenstein, QMS 200) und einen Hochtemperaturofen (Fa. Loos, Wien) enthält. Mit dieser Anlage wurden bereits Vorarbeiten unternommen, die die Reaktivität von Ruß gegenüber NO2 im Temperaturfenster 200-300°C belegen [2-4]. Diese TPD-Anlage soll in ein TPO-Experiment umgebaut werden. Dafür ist es aber dringend notwendig eine Gasmischstrecke aufzubauen, um verschiedene Abgaszusammensetzungen zu simulieren.
Personen
Projektleiter_in
Hinrich Grothe
(E165)
Institut
E165 - Institut für Materialchemie
Förderungmittel
Hochschuljubiläumsfonds der Stadt Wien (National)
Hochschuljubiläumsfonds der Stadt Wien
Schlagwörter
Deutsch
Englisch
Russ
soot
heterogene Reaktionen
heterogeneous reactions
Oberflächenuntersuchung
surface analyzes
Publikationen
Publikationsliste