Development and characterization of \(NO_{x}\)-reductive catalytic coating systems for lean-burn engines
- In the present work Pd- and Rh- integrated perovskites are developed and characterized regarding the state of Pd and catalytic activity by means of microstructural and spectroscopic methods (XRD, SEM, TEM, XPS, and -SCR-\(NO_{x}\)). Pd in the La-based perovskite partially displays a reversible diffusion mechanism under redox atmospheres at 600°C. These effects produce a self-regenerative mechanism at relatively high temperatures. Catalytic testing under model gas mixtures of powders and coatings of these perovskites proves the potential of these materials for effective \(NO_{x}\)-reduction under lean conditions. Hydrogen provides the best NO-reduction results among the employed reducing agents (i.e. \(H_{2}\), \(C_{3}H_{6}\), and \(C_{8}H_{18}\)). The Pd-integrated Perovskites display peak NO-conversions of 72 % and N2-selectivities of 72 % in the presence of \(H_{2}O\)-vapour and \(CO_{2}\) at temperatures below 300°C. For instance, Ba- and Ce- substituted perovskites are also active for NO-reduction up to 400°C.
- Es wurden Pd- und Rh- integrierte Perowskite entwickelt und mit mikrostrukturellen, röntgenographischen und spektroskopischen Methoden (XRD, REM, TEM, XPS, und -SCR-\(NO_{x}\)) zur Analyse des Pd-Zustands sowie katalytischer Aktivität untersucht. Das Pd in La-basierten Perowskiten zeigt zum Teil reversible Diffusionsvorgänge unter Redox Atmosphären bei 600°C. Diese Effekte führen zu einem selbstregenerativen Mechanismus. Katalyse Prüfungen von Pulvern und Schichten in Modelgasmischungen verdeutlich das Potential dieser Perowskiten für eine effektive \(NO_{x}\)-Reduktion unter Magerverbrennungsbedingungen. Von den eingesetzten Reduktionsmitteln (z. B. \(H_{2}\), \(C_{3}H_{6}\), \(C_{8}H_{18}\)) liefert das \(H_{2}\) die besten NO-Reduktionsergebnisse. Insbesondere, die Pd-integrierten Perowskite fallen bei Temperaturen unter 300°C mit maximalen NO-Umsätzen von 72 % und \(N_{2}\)-Selektivität von ca. 73 % in Anwesenheit von \(H_{2}O\) und \(CO_{2}\) aus. Andererseits sind Ba- und Ce- dotierte Perowskite ebenfalls aktiv in der \(NO_{x}\)-Reduktion bis zu 400°C.
Author: | Guillermo César Mondragón RodríguezGND |
---|---|
URN: | urn:nbn:de:hbz:294-26461 |
Referee: | Gunther EggelerORCiDGND, Wolfgang GrünertGND |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Language: | English |
Date of Publication (online): | 2010/10/01 |
Date of first Publication: | 2010/10/01 |
Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau |
Date of final exam: | 2009/05/18 |
Creating Corporation: | Fakultät für Maschinenbau |
GND-Keyword: | Stickstoffoxide / Reduktion; Perowskit; Abgas; Katalysator |
Institutes/Facilities: | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Werkstoff-Forschung |
Dewey Decimal Classification: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau |
faculties: | Fakultät für Maschinenbau |
Licence (German): | Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht |