Person

Felix Ott

B. Sc.
Felix Ott
Lehrstuhl für Heterogene Katalyse und Technische Chemie

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52074 Aachen

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Forschung

NOx-Emissionen (NO und NO2) von Dieselmotoren stellen eine große Gefahr für Mensch und Umwelt dar. Die Selektive Katalytische Reduktion (SCR, „Selective Catalytic Reduction“) ist eine Technologie der Entfernung von NOx, bei welcher unter Einsatz eines Reduktionsmittels und Katalysatoren NO zu Stickstoff reduziert wird. Derzeit wird in stationären und mobilen Anwendungen Ammoniak als Reduktionsmitteln in Form der NH3-SCR angewendet. Diese Methode unterliegt jedoch vor allem in Anwendungen in PKWs und LKWs Problemen, wie z.B der Kaltstartproblematik, wobei die Umsetzung von NOx lediglich ab gewissen Temperaturen katalysiert wird und somit besonders zu Startphasen NOx-Emissionen ungehindert austreten. Es ist daher von großem Interesse alternative Methoden für die SCR zu entwickeln.

Eine Möglichkeit stellt dabei die H2-SCR dar. Bei der H2-SCR wird Wasserstoff als Reduktionsmittel verwendet und die Methode erlaubt eine Reduktion unterhalb von 200 °C. Da bei dieser Methode als Nebenprodukt Lachgas (N2O), ein weiteres Treibhausgas, gebildet werden kann, ist der Einsatz von hochselektiven Katalysatoren zur Bildung von N2 umso wichtiger.

Single Atom Alloys (SAA) stellen eine Untergruppe der Single Atom Catalysts (SAC) dar. Bei ihnen handelt es sich um Katalysatoren bestehend aus einem Träger aufgetragen mit einem Schichtmetall und dotiert mit Einzelatomen eines Edelmetalls. Die Single Atom Struktur ermöglich dabei synergetische Effekte zwischen den Komponenten, indem es hohe Aktivitäten der Edelmetalle mit hohen Selektivitäten des Schichtmetalls verbindet. Der Einsatz von Edelmetallen in Form von Einzelatomen birgt ebenso den Vorteil, dass nur minimale Mengen an teuren Materialien benötigt werden.

Der Einsatz von SAA in der H2-SCR besitzt ein großes Potenzial aufgrund der Möglichkeit einer selektiven Niedrigtemperaturumsetzung von NOx bei gleichzeitig minimalem Materialaufwand an teurem Edelmetall aufgrund der SAA Struktur. Da im Allgemeinen Untersuchungen und Verständnis zu SAA in der H2-SCR nicht vorliegen, ist es wichtig zunächst einen Überblick über SAA-Systeme mit verschiedenen Variationen an Trägern und Metallen in dieser Reaktion zu bekommen und Systeme für eine Umsetzung von NO unterhalb von 200 °C zu identifizieren. Vielversprechende Katalysatoren müssen anschließend Teil von tiefgreifenden Untersuchungen und Analysen sein, um ein besseres Verständnis für SAA in der H2-SCR zu bekommen.