Toyota verbessert die Effizienz im Keramik-Katalysator
Zugegeben, unter „Randgängigkeit” versteht man eigentlich das Bestreben einer Flüssigkeit, bevorzugt an der Behälterwandung zu strömen. Toyotas Verbesserung an keramischen Katalysatormonolithen hat eher mit dem gegenteiligen Problem zu tun – verlangsamter Gasbewegung am Rand
Zugegeben, unter „Randgängigkeit” versteht man eigentlich das Bestreben einer Flüssigkeit, bevorzugt an der Behälterwandung zu strömen. Toyotas Arbeit an keramischen Katalysatormonolithen hatte eher mit dem gegenteiligen Problem zu tun – verlangsamter Gasbewegung am Rand. Die erfolgreiche Bewältigung dieses Problems verkürzt nun den Effizienzrückstand von Keramik- auf Metallkatalysatoren.
Der Autohersteller wird künftig in rund 20 Prozent kleineren Katalysatoren mit 20 Prozent weniger Edelmetall die gleiche Leistung erreichen wie bisher. Das erste Modell, in dem die neue Technologie noch in diesem Jahr eingesetzt werden soll, ist der Lexus LC 500h. Toyota hat sich die neue Technologie für Katalysatoren mit keramischem Monolithen unter der Bezeichnung „Flow Adjustable Design Cell“ (FLAD®) schützen lassen.
Toyota verbessert die Effizienz im Keramik-Katalysator (3 Bilder)
Die Zellen von Abgaskatalysatoren sind mit katalytisch wirksamen Materialien wie Platin (Pt), Rhodium (Rh), Palladium (Pd) und anderen Edelmetallen beschichtet. Sie wandeln in einer Redox-Reaktion schädliche Gase wie Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx) in harmlosere Abgasbestandteile um. Der massenhafte großflächige Einsatz dieser katalytisch wirksamen Edelmetalle führt laut Toyota zu Ressourcenverknappung und steigenden Kosten.
Erfolg auf zwei Gebieten gleichzeitig
Das schmälert die Rendite. Toyota betreibt daher intensiv Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Wirkung von Katalysatoren. Wie in allen anderen einschlägigen Entwicklungsabteilungen arbeiten die Forscher auch hier an Substratform und -länge sowie Zellwanddicke und Querschnittsflächen. Andere Bemühungen umfassen eine gezielte Beschichtung mit Edelmetallen und anderen katalytischen Materialien sowie die Anpassung der katalytischen Substratzelldichte an die Abgasströmung. Toyota meldet nun einen gleichzeitigen Erfolg in den beiden Disziplinen Aerodynamik und Beschichtung.
Der Autohersteller hat mit dem Zulieferer Denso Corporation ein Substrat entwickelt, das die Aerodynamik des Abgasstroms berücksichtigt und so den Wirkungsgrad der Abgasreinigung verbessert. Mithilfe von Versuchsreihen mit Simulationen und Prototypsubstraten ist es den Unternehmen gelungen, Strömung und Beschichtungsverteilung innerhalb des Katalysators zu optimieren.