Saubere Sache: Neue Katalysatoren erobern das Auto

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Deutsche Presse-Agentur

Autofahren wird immer sauberer. Zwar wird es noch eine Weile dauern, bis mit dem Serienstart von Elektro- oder Brennstoffzellen-Autos gar keine Abgase mehr aus dem Auspuff wabern.

Doch in den vergangenen Jahrzehnten haben die Hersteller den Schadstoffausstoß erheblich gesenkt. Und die nächsten Stufen sind bereits vorgezeichnet: Denn vom 1. September an müssen alle neu zugelassen Modelle die Schadstoffnorm Euro 5 erfüllen.

Während der CO2-Ausstoß vom Verbrauch abhängt und im Auspuff nicht beeinflusst werden kann, müssen zum Erreichen der neuen Grenzwerte dort mehr Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NOx) und Rußpartikel gefiltert und abgebaut werden. Vor allem Diesel-Entwickler müssen nachlegen, aber auch die Benzin-Fraktion kommt in Zugzwang. Dennoch erfüllen nach Angaben des Verbandes der Automobilindustrie (VDA) in Frankfurt/Main schon jetzt viele Fahrzeuge die neue Abgasnorm.

Insbesondere der Blick auf die stetig schärfer werdenden Schadstoffgrenzwerte im In- und Ausland hat zu viel neuer Technik im Abgasstrang geführt. Davon profitierte in den vergangenen Jahren vor allem der Dieselmotor, der erst einen Partikelfilter bekam und nun einen weiteren Katalysator gegen Stickoxide erhält.

Weil sie den Diesel auf dem US-Markt populär machen wollen und dort deutlich strengere NOx-Grenzwerte gelten, haben die deutschen Hersteller spezielle Stickoxidfilter entwickelt. Sie werden bei größeren und schwereren Fahrzeugen mit der Einspritzung des Additivs „AdBlue“ ins Abgas kombiniert und zerlegen den Schadstoff in ungefährlichen Stickstoff und Wasser. In der Mercedes E-Klasse werden solche Systeme ohne „AdBlue“-Einspritzung schon in Deutschland angeboten. Mit den Geländewagen der M-Klasse und den Audi Q5 kommen bald auch die ersten „AdBlue“-Katalysatoren auf deutsche Straßen.

Doch nachdem die Diesel-Entwickler zuletzt große Fortschritte erzielten, sind nun erst wieder die Benzin-Kollegen am Zuge. Bei Mazda und Nissan etwa wurde im Herbst eine neue Generation von Katalysatoren vorgestellt, die nicht nur sauberer sind, sondern obendrein noch länger halten und billiger hergestellt werden können.

Möglich macht das ein neues Produktionsverfahren für die Beschichtung der Filteroberfläche mit den ebenso teuren wie seltenen Edelmetallen Platin, Palladium und Rhodium. „Diese Stoffe werden weltweit vor allem von der Autoindustrie aufgekauft und treiben den Preis der Katalysatoren in die Höhe“, erläutert Nissan-Sprecher Michael Schweitzer in Brühl. Weil diese mikroskopisch kleinen Metallpartikel im heißen Abgasstrom auf dem Trägermaterial zu größeren Einheiten verschmelzen können und dann nur noch eine kleinere Oberfläche für die Katalyse zur Verfügung steht, mussten die Hersteller bislang eine Art stille Reserve einplanen.

„Damit der Kat nicht nur im ersten Jahr, sondern über die gesamte Laufzeit funktioniert, haben wir mehr Platin eingebracht als eigentlich nötig“, erläutert Mazda-Sprecher Jochen Münzinger in Leverkusen. Mit ihrem neuen Produktionsverfahren haben die Japaner nun voneinander unabhängig eine Lösung gefunden, um auf diese Reserve zu verzichten: Auf Partikel von nur noch fünf Nanometern Größe - also viele Hundert Mal dünner als ein menschliches Haar - aufgespalten, werden die Edelmetalle laut Münzinger so im Trägermaterial verankert, dass sie auch unter größter Hitze nicht mehr verschmelzen können.

Auch bei Nissan wurde der Durchbruch nicht mit chemischen, sondern einer rein physikalischen Herangehensweise erzielt, sagt Forschungsleiter Masanori Nakamura. Er spricht von einer deutlichen Reduktion des Materialbedarfs: Statt bislang 1,3 Gramm Edelmetall pro Katalysator werden nun nur noch 0,65 Gramm benötigt. Mazda beziffert die Einsparung bei Platin und Palladium sogar mit 70 bis 90 Prozent. Obendrein proklamiert Nissan noch einen geringeren Schadstoffausstoß.

Die ersten Autos mit dieser Technik stehen unmittelbar vor dem Start. So wird Mazda den neuen Mazda3 mit den sogenannten Single-Nano-Katalysatoren ausrüsten. Bei Nissan soll die dritte Generation des Cube damit starten. Außerdem stellen die Japaner diese Entwicklung auch Konzernschwester Renault zur Verfügung. Selbst wenn sich mit den neuen Katalysatoren am Abgasverhalten nichts ändert, hätten Kunden unterm Strich einen Vorteil, sagt Mazda-Sprecher Münzinger: „Der Katalysator hält länger und wird billiger.“

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