Synthetische Kraftstoffe werden oft als klimafreundlich betrachtet, da sie unter Verwendung von CO₂ aus Biomasse oder der Atmosphäre hergestellt werden. Allerdings setzen auch sie bei ihrer Verbrennung gesundheitsschädliche Stoffe wie Formaldehyd frei. Obwohl diese Stoffe nur in geringen Mengen vorhanden sind, beeinträchtigen sie nicht nur die Gesundheit, sondern auch die Effizienz herkömmlicher Abgasreinigungssysteme.
Auswirkungen von Formaldehyd
Formaldehyd kann außerdem die Entstehung von sogenannten Sekundäremissionen wie der hochgiftigen Blausäure fördern. Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in Zusammenarbeit mit Partnern einen bereits existierenden Katalysator verbessert, um diese schädlichen Emissionen zu mindern.
Wirksam gegen Formaldehyd und Blausäure
„Verantwortlich für die Blausäure-Emissionen ist unter anderem eine unerwünschte Reaktion von Formaldehyd mit Ammoniak, der konventionell in der Abgasreinigung eingesetzt wird“, erklärt Dr. Maria Casapu vom Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP) des KIT, deren Team die Untersuchungen am Katalysator Cu-SSZ-13 durchführte. Es kombinierte dabei moderne Charakterisierungsmethoden an unterschiedlichen Synchrotronstrahlungsquellen mit quantenchemischen Berechnungen.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten den Katalysator mithilfe von hochbrillanter Röntgenstrahlung unter realen Bedingungen (in situ/operando) beobachten. Diese Untersuchung zeigte, dass bestimmte Kupferspezies im Katalysator namens Cu-SSZ-13 die Umwandlung von Formaldehyd und Blausäure fördern, ohne dabei die Bildung von Blausäure zu verstärken. „Besonders wirkungsvoll erwiesen sich sogenannte ZCuOH-Zentren, die bei über 350 Grad Celsius zu deutlich geringeren Blausäure-Emissionen führen“, so Dr. Simon Barth. Die Ergebnisse helfen dabei, Abgasnachbehandlungssysteme weiterzuentwickeln, und konnten gleichzeitig das enorme Potenzial moderner in situ/operando-Charakterisierungsmethoden demonstrieren.