Katalysatoren in Kraftfahrzeugen

Inhaltsverzeichnis auf einem Blick

1. Was sind Katalysatoren?

Katalysatoren sind Stoffe, die die Aktivierungsenergie einer chemischen Reaktion herabsenken, aber das chemische Gleichgewicht nicht verändern und dabei nicht verbraucht werden. Sie nehmen auch Einfluss auf die Selektivität des Produkts. Es gibt drei Arten der Katalyse, die heterogene, homogene und enzymatische Katalyse.

1.1 Wie arbeiten Katalysatoren?

Während die Wirkungsweise eines Katalysators immer gleich ist, kann man hinsichtlich der Arbeitsweise eines Katalysators drei unterschiedliche Fälle feststellen.

1.1.1 Heterogene Katalysatoren

Hierbei befindet sich der Katalysator in einer anderen Phase (Aggregatzustand) als seine Reaktionselemente. Ein typischer Vertreter ist der Auto-Katalysator. Hier spielen vor allem zwei Vorgänge eine wichtige Rolle: Die Adsorption (Anlagerung) eines Stoffes an den Katalysator und die Desorption (Ablösen) der entstandenen Produkte vom Katalysator. Es kommt daher bei diesen Katalysatoren auf eine möglichst große Oberfläche an.

1.1.2 Homogene Katalysatoren

Hierbei befinden sich sowohl der Katalysator als auch die Reaktionselemente in einem gleichen Aggregatzustand (Phase). Die Arbeitsphase eines solchen Katalysators ist viel effektiver als bei einer heterogenen Situation, da hier der Katalysator nicht nur an der Oberfläche wirken kann, sondern mit allen Katalysatormolekülen.

1.1.3 Biokatalysatoren (Enzyme)

Enzyme sind Proteine, die an Stoffwechselprozessen beteiligt sind. An einem Enzym-Mole-kül können innerhalb einer Minute zwischen 100 und 10.000.000 Moleküle umgesetzt werden. Die Reaktionen laufen nur an bestimmten Stellen des Makromoleküls, den aktiven Zentren, ab. Die Enzyme sind räumlich so gebaut, dass nur ganz bestimmte Stoffe zu diesen aktiven Zentren gelangen können (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Enzyme können nur in einem bestimmten Temperatur- und pH-Bereich arbeiten.

Katalysatoren am Auto und ihre Einzelteile

Ein Fahrzeugkatalysator besteht meistens aus mehreren Komponenten. Als Träger dient ein temperaturstabiler Wabenkörper aus Keramik, in der Regel Cordierit oder Metallfolien (z. B. Metalit), der eine Vielzahl dünnwandiger Kanäle aufweist. Auf dem Träger befindet sich der sogenannte Washcoat. Er besteht aus porösem Aluminiumoxid (Al2O3) und dient der Vergrößerung der Oberfläche. Durch die hohe Rauheit wird eine große Oberfläche von bis zu mehreren hundert Quadratmetern pro Gramm realisiert. In dem „Washcoat“ sind die katalytisch aktiven Substanzen eingelagert. Je nach Katalysatortyp sind diese unterschiedlich. Bei modernen Dreiwegekatalysatoren sind dies z. B. die Edelmetalle wie Platin, Rhodium oder Palladium bzw. eine Kombination aus diesen. Der keramische Träger ist mittels spezieller Lagermatten, den sogenannten Quellmatten, etwa aus Hochtemperaturwolle, seltener in Kombination mit Drahtgestricken, in einem metallischen Gehäuse, dem sogenannten „Canning“ gelagert. Spezielle Matten oder ein zusätzliches Metallgehäuse sind bei den Metall-Katalysatoren nicht notwendig. Das „Canning“ ist fest im Abgasstrang des Fahrzeuges verbaut und besitzt zum Teil weitere Anschlussmöglichkeiten für zum Beispiel Lambdasonden oder Thermoelemente. Es gibt auch Metall-Katalysatoren mit integrierten Lambdasonden.

Katalysatoren sind begehrte Bauteile zum Stehlen

Immer öfter werden die Katalysatoren aus abgestellten Auto gestohlen. Eine offizielle Statistik dazu gibt es nicht, aber die Polizei warnt vor einer Zunahme der Fälle. Grund für die Diebesmasche sind die teuren Edelmetalle im Abgasreiniger und das schnelle Geld, sowie ein geringes Risiko lockt die Diebe an. Dabei richten sie oftmals große Schäden an den Fahrzeugen an, die immer öfter von Autobesitzern bei der Polizei gemeldet werden. Unsere Firma kauft auch beschädigte Katalysatoren aus Unfallautos an, denn wir sind spezialisiert auf den Kauf von Unfallautos und deren Ersatzteile.

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