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Nahaufnahme Katalysator auf weißem Hintergrund© Depositphotos.com/mipan

Wie funktioniert ein Katalysator?

Der Katalysator ist in so gut wie jedem Fahrzeug zu finden. Vielen Personen ist er ein Begriff, aber was genau er macht ist vielen nicht bekannt. Wir erklären im Folgenden was es mit dem Katalysator auf sich hat und wie eine Abgasnachbehandlung funktioniert.

Was macht der Katalysator?

Der Katalysator reduziert schädliche Abgase die vom Motor erzeugt werden. Das geschieht durch die Umwandlung von giftigem Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Stickoxide in Stickstoff. Diese Umwandlung besteht aus einem chemischen Prozess der Katalyse genannt wird. Während der Katalyse werden mittels Oxidation giftige Stoffe in ungiftige Stoffe umgewandelt. Der Kat kann bei optimaler Leistung bis zu 100 Prozent der giftigen Stoffe umwandeln.

Wie funktioniert der Katalysator?

Der Katalysator funktioniert durch die Oxidation der giftigen Stoffe. Um zu verstehen wie der Katalysator genau funktioniert sollte man sich über den Aufbau im Klaren sein. Der Katalysator besteht aus:

  • Einer Ummantelung aus Metall
  • Im Inneren eine Trägerschicht aus Keramik
  • Zwischenschicht von Keramik und katalytischer Schicht (wash-coat)
  • Einer katalytischen aktiven Schicht

Die katalytische Schicht ist der wichtigste Bestandteil des Katalysators. Durch diese kann es überhaupt erst zur Umwandlung kommen. Diese katalytische Schicht und der wash-coat haben eine sehr poröse Oberfläche. Durch die aktive Schicht ergibt sich eine Oberfläche von mehreren hunderten Quadratmetern pro Gramm. Im inneren dieser katalytischen Schicht befinden sich eingelagerte Metalle. Darunter sind Edelmetalle wie Platin, Rhodium oder Palladium.

Damit der Katalysator richtig funktioniert benötigt er eine Betriebstemperatur von 500 Grad. Diese Temperatur erreicht er meist erst nach 3 bis 5 Minuten. Daher sind kurze Fahrten besonders ungünstig für Umwelt und die Abgasnachbehandlung.

Reaktionen innerhalb des Katalysators

Die Reaktionen, welche auf der katalytischen Schicht ablaufen werden durch Oxidation und durch die Zuführung von Sauerstoff eingeleitet. Diese Reaktionen sind folgende:

  1. Kohlenmonoxid wird durch die Zugabe von Sauerstoff zu Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffe werden zu Wasser und Sauerstoff.
  2. Stickoxid wird durch die Zugabe von Kohlendioxid zu Stickstoff und Kohlendioxid. Somit sind alle giftigen Stoffe in ungiftige umgewandelt.

Der Katalysator trägt also einen großen Teil zu sauberen Abgasen bei. Durch die seltenen Edelmetalle die im Katalysator verwendet werden, ist dieser allerdings auch besonders teuer. Wie viele Katalysatoren ein Auto hat, hängt mit der Bauweise dessen zusammen. Oftmals sind bei V-Motoren bautechnisch bedingt zwei Katalysatoren anzutreffen. Bei Kleinwagen ist häufig nur ein Katalysator verbaut.

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