Das kooperative Forschungsvorhaben befasst sich mit der Untersuchung der hydrothermalen Langzeitstabilität von SCR-Katalysatoren zur effizienten Minderung von Stickoxiden (NOX) bei mobilen und stationären, treibhausgasneutralen Wasserstoff- (H2) und Ammoniak- (NH3) Magermotoren. Es wird in enger Zusammenarbeit von der TU Bergakademie Freiberg (TUBAF) und der TU Braunschweig (TU BS) durchgeführt. Die im Rahmen des Projekts gewonnenen Erkenntnisse sollen maßgeblich dazu beitragen, die Entwicklung, Auslegung und Applikation langlebiger Abgasnachbehandlungssysteme für zukünftige CO2-neutrale Antriebsaggregate sowie Blockheizkraftwerke voranzutreiben.
Um die gesetzlichen Ziele zur Reduzierung von Treibhausgasen zu erreichen, werden zunehmend CO2-freie Kraftstoffe wie H2 und NH3 in mager betriebenen Motoren erforscht. Da bei deren Verbrennung Stickoxide (NOX) entstehen, ist eine Abgasnachbehandlung mittels selektiver katalytischer Reduktion (SCR) zwingend erforderlich. Das Hauptproblem liegt jedoch in der Abgaszusammensetzung: Bedingt durch die wasserstoffreichen Kraftstoffe weist das Abgas extrem hohe Wassergehalte von über 20 Vol.-% auf. Es ist derzeit noch unklar, wie gut die etablierten SCR-Katalysatoren (VWT, Cu- und Fe-Zeolithe), die primär für Dieselabgase entwickelt wurden, dieser starken hydrothermalen Belastung standhalten, da hohe Temperaturen und Wassergehalte zu einer strukturellen Degradation und einem deutlichen Performanceverlust des Katalysators führen können.
Zur Lösung dieses Problems kombiniert das Projekt systematische Alterungstests im Labor mit Untersuchungen am realen Motor. Die TUBAF führt Laborexperimente mit synthetischen Abgasen durch, um das Alterungsverhalten der verschiedenen Katalysatortechnologien grundlegend zu bewerten, während die TU BS diese Ergebnisse durch Belastungstests an einem H2-Forschungsmotor validiert. Das Hauptziel besteht darin, die genauen Alterungsmechanismen (z. B. strukturelle Veränderungen oder das Auswaschen von Katalysatorkomponenten) aufzuklären. Aus diesen Erkenntnissen sollen anschließend Gegenstrategien entwickelt, die SCR-Katalysatoren gezielt optimiert und Stabilitätskriterien definiert werden, um aktuelle und zukünftige Ultra-Low-NOX-Grenzwerte (z.B. (Post-)EU-7) im Dauerbetrieb sicher zu erfüllen.