Katalysator

Ein Katalysator besitzt die Eigenschaft, die Geschwindigkeit bestimmter chemischer Reaktionen zu erhöhen, ohne dabei selbst eine Veränderung zu erfahren. Bei einer homogenen Katalyse ist der K. im Reaktionsmittel gelöst, bei der heterogenen Katalyse wirkt der meist feste K. durch Berührung (Kontakt). Außer in der chemischen Technik (Verfahrenstechnik) spielen Katalysatoren auch bei biochemischen Vorgängen eine bedeutende Rolle (Enzyme).

In der Kfz-Technik wird mit K. ein katalytischer Reaktor zur Abgasreinigung (Schadstoffe aus Kfz) bezeichnet. Im Oxidations-Katalysator werden Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe mit viel Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser umgesetzt. Oxidations-Katalysator können sowohl bei Otto- als auch bei Dieselmotoren (Dieselkatalysator) eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Kraftstoffverbrauch bei Kombination mit einem Magermotor. Beim Reduktions-Katalysator werden die Stickoxide zu Stickstoff umgewandelt. Der Reduktions-Katalysator wird wegen seiner Verbrauchsnachteile heute nicht mehr eingesetzt. Beim Doppelbettsystem werden Reduktions- und Oxidations-Katalysator hintereinandergeschaltet. Nachteile sind erhöhter Kraftstoffverbrauch und unerwünschte Nebenreaktionen. Das wirkungsvollste System zur Abgasreinigung bei Ottomotoren stellt der Drei-Wege-Katalysator mit Lambda-Regelung (Lambda-Sonde) dar, in dem sich alle drei Reaktionen vollziehen. Die Wirksamkeit der Katalysator wird eingeschränkt durch die Aufwärmzeit nach Kaltstart, Vergiftung (Nachlassen der Wirksamkeit) durch Blei (Bleifreies Benzin), Phosphor und Schwefel sowie die thermische Alterung. Problematisch bei K. sind die Entstehung unerwünschter Nebenprodukte (Schwefeltrioxid, Abrieb) und der Einsatz seltener Edelmetalle.