Diesel-Kat ohne teures Platin

Redwood City (USA) - Mit der Abgasnorm „Euro 6“ werden in zwei Jahren deutlich strengere Stickoxid-Grenzwerte für Dieselfahrzeuge gelten. Oft können diese nur mit teuren Platin-Katalysatoren erreicht werden, die mit über 1.000 Euro zu Buche schlagen. Eine günstigere Alternative entwickelte nun ein internationales Forscherteam, das seine Ergebnisse in der Zeitschrift „Science“ präsentiert. Ihr Katalysator auf der Basis von Manganoxid kann das giftige Stickstoffmonoxid sogar um 45 Prozent effizienter umwandeln als die Reaktionshelfer aus Platin.

„Dieselmotoren sind attraktiv, da sie eine höhere Treibstoffeffizienz haben als Benzin betriebene Otto-Motoren“, wissen Weichao Wang und seine Kollegen vom Unternehmen Nanostellar in Redwood City. Allerdings enthalten die Dieselabgase große Mengen an giftigen Stickoxiden. In Zusammenarbeit mit chinesischen und koreanischen Forschern untersuchte Wang platinfreie Verbindungen, um deutlich günstigere Katalysatoren für die Abgasreinigung entwickeln zu können. Besonders wirkungsvoll zeigte sich bei ihren Versuchen ein Manganoxid, das die Forscher mit den Elementen Samarium und Gadolinium versetzten.

Bereits bei der relativ niedrigen Temperatur von 120 Grad Celsius konnte der neue Katalysator Stickstoffmonoxid besser zu Stickstoffdioxid oxidieren als herkömmliche Platin-Katalysatoren. In einer weiteren Reaktion kann dieses Stickoxid dann mit dem in den Abgasen enthaltenen Ruß zu den ungiftigen Gasen Stickstoff und Kohlendioxid verbrannt werden. Auf der Basis dieser Labor-Ergebnisse können die Wissenschaftler nun erste Prototypen für den Praxiseinsatz in Dieselfahrzeugen entwickeln.

Die Elemente für diesen neuen Katalysator sind zwar deutlich günstiger als Platin, das pro Unze zu etwa 1.200 Euro gehandelt wird. Doch handelt es sich bei Gadolinium und Samarium um Metalle aus der Gruppe der sogenannten Seltenen Erden. Diese von der Industrie schon heute beispielsweise für den Bau von Magneten hoch begehrten Elemente werden derzeit fast ausschließlich in China gewonnen. Bevor Vorkommen an Seltenen Erden auch in anderen Staaten ausgebeutet werden können, vergrößerte sich mit diesen neuen Katalysatoren die Abhängigkeit von chinesischen Exporten weiter.