Der Katalysator

In der Chemie ist der Katalysator eine Substanz, die eine chemische Reaktion auslöst oder beschleunigt. Die Kat. im Auto ist ein mit Edelmetallen (Platin und Rhodium) beschichtetes Keramikbauteil, das von einer Metallschale umgeben ist. Seine Form ist dem Schalldämpfer sehr ähnlich. Das auf Draht liegende Keramikbauteil wird von mehreren tausend parallel verlaufenden Kanälen durchzogen. Eine Zwischenschicht wird auf die Wände der Kanäle aufgetragen, um die aktive Oberfläche des Katalysators, den Washcoat, zu vergrößern, der die aktive Fläche auf bis zu 4 Fußballfelder vergrößert. Die Stoffe, die die katalytische Wirkung verursachen, Platin und Rhodium (Rhodium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Rh und der Ordnungszahl 45), von denen 3 Gramm in der Katze enthalten sind. Die Dreiwegekatze ist für den Abbau von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden verantwortlich. Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff (In der organischen Chemie ist ein Kohlenwasserstoff eine organische Verbindung, die vollständig aus Wasserstoff und Kohlenstoff besteht und somit Hydride der Gruppe 14 sind), entstehen durch Oxidation (Redox ist eine chemische Reaktion, bei der die Oxidationszustände der Atome verändert werden) mit Säure zu Kohlendioxid und Wasser . Stickoxide sind nicht so leicht zu zersetzen, es wird ein Mittel benötigt, das die Säure aus den Stickoxiden mit dem Schad

stoff Kohlenmonoxid entfernt (Kohlenmonoxid ist ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas, das etwas weniger dicht ist als Luft). Bei der Reduktion entstehen wieder Stickstoff und Kohlendioxid . (Ramin erklärt die chemische Reaktion (Eine chemische Reaktion ist ein Prozess, der zur Umwandlung eines Satzes von chemischen Substanzen in einen anderen führt). Die genaue Dosierung erfolgt mit Hilfe der Lambdasonde (Eine Sauerstoffsonde ist ein elektronisches Gerät, das den Sauerstoffanteil im zu analysierenden Gas oder in der zu analysierenden Flüssigkeit misst), die den vorhandenen Säuregehalt misst. Die Luftzahl lambda (λ) bestimmt das Verhältnis der Luftmenge zur Kraftstoffmenge im angesaugten Gemisch. Soll die Katze optimal arbeiten, muss λ dem Wert 1 sehr nahe kommen. Der Wert von λ kann aus der Restsäure im Abgasstrom bestimmt werden. Da das System des Fahrzeugs immer eine perfekte Emissionsreduzierung anstrebt, wird bei Abweichungen vom Idealwert ständig der Wert λ gemessen und der Zünd-/Einspritzsteuerung ein Befehl zur Korrektur gegeben. Die Regelung reicht von λ = 0,8 bis λ = 1,2, abwechselnd konstant, Luftüberschuss für die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, Luftmangel für die Reduktion von Stickoxiden. Diese Abgase werden dann fast vollständig in Kohlendioxid (Kohlendioxid ist ein farbloses und geruchloses Gas, das für das Leben auf der Erde lebenswichtig ist), Wasserdampf und Stickstoff (Stickstoff ist ein chemisches Element mit dem Symbol N und der Ordnungszahl 7) in der Katze umgewandelt. Solange das Fahrzeug und die Steuerung noch kalt sind, werden die Abgase mit dem durchschnittlichen Wert von λ angereichert. Dazu wird ein Ventil im Abgasstrom geöffnet, das die Abgasrückführung bewirkt (bei Verbrennungsmotoren ist die Abgasrückführung eine Stickoxid-Reduktionstechnik, die bei Benzin- und Dieselmotoren eingesetzt wird). Die rückgeführten Abgase enthalten fast keine Verbrennungsmaterialien, weshalb die Brennkammer gekühlt wird.