HC- Adsorber

Die nahe liegende Idee, die HC – Emissionen während der Kaltstartperiode einfach zu speichern, führte zur Entwicklung unterschiedlicher HC-Adsorber Systeme. Anfangs untersuchte man die so genannten Aktivkohle-Filter auf ihre Tauglichkeit im Pkw Einsatz. Bei diesen Filtern werden die HC‘s in den Mikroporen des Kohlenstoff-Gitters eingelagert, wobei der Wirkungsgrad in engen, gut abgestimmten Temperaturgrenzen sehr gut war. Steigt die Temperatur, so desorbiert der Filter die eingelagerten HC’s wieder, die dann in nachgeschalte-ten Katalysatoren konvertiert werden sollen. Bis 250°C sind ca 90% der HC’s desorbiert. Al-lerdings beginnt die Aktivkohle bei Temperaturen oberhalb 270°C zu oxidieren – der Wirkungsgrad lässt rasch nach. Ab ca. 500°C entzündet sich die Aktivkohle und verbrennt. Versuche, durch entsprechende Positionierung des Aktivkohlefilters (z. B. im Bereich des Nach-Schalldämpfers) zur Umgehung der thermischen Stabilitätsprobleme führten wiederum dazu, dass das Filter im üblichen Emissionstest nicht mehr vollständig desorbiert werden kann. Ein weiteres Problem war die Sensibilität der Filter gegen das besonders beim Kaltstart immer vorhandene Abgaskonzentrat. Das Filter speichert auch das Wasser, wodurch Speicherplätze belegt werden und der HC-Filterwirkungsgrad deutlich nachlässt.

Einige der oben beschriebenen Probleme konnten durch die später entwickelten ZSM5 Zeolithen gelöst werden. Die thermische Stabilität konnte auf 600 – 700°C erhöht werden. Die Desorption erfolgt schneller aber auch bei niedrigeren Temperaturen (90% bis 180°C). Leider waren die Zeolithen hydrothermisch nicht stabil. Der Wirkungsgrad fiel bei höheren Temperaturen in Gegenwart von Abgaskondensats schnell ab. Außerdem haben Zeolithen einen schlechten Speicherwirkungsgrad für kurzkettige HCs mit weniger als 4 C-Atomen (Z.B. Methan und Äthan).

Alle HC-Adsorber haben das prinzipielle Problem der Temperaturschere zwischen Desorption (180°C ... 250°C) und Erreichen der Arbeitstemperatur des nachgeschalteten Kats (~300°C), was zu deutlichen HC-peaks und damit zu einer Verschlechterung des Gesamtwirkungsgrades des Systems führt. Versuche, durch komplizierte Konstruktionen dieses Problem zu lösen (z. B. LHES von Engelhard oder PUMA von Corning) scheiterten an der Komplexität und den Kosten, so dass HC-Adsorber für Fahrzeuge nicht weiter untersucht wurden.