Abgasnachbehandlung in mobilen Systemen: Stand der Technik, Herausforderungen und Perspektiven

Exhaust Gas Aftertreatment in Mobile Systems: Status, Challenges, and Perspectives

Authors

  • Prof. Dr. Olaf Deutschmann,

    Corresponding author
    1. Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Technische Chemie und Polymerchemie und Institut für Katalyseforschung und -technologie, Engesserstraße 20, 76128 Karlsruhe, Deutschland
    • Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Technische Chemie und Polymerchemie und Institut für Katalyseforschung und -technologie, Engesserstraße 20, 76128 Karlsruhe, Deutschland

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  • Prof. Dr. Jan-Dierk Grunwaldt

    Corresponding author
    1. Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Technische Chemie und Polymerchemie und Institut für Katalyseforschung und -technologie, Engesserstraße 20, 76128 Karlsruhe, Deutschland
    • Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Technische Chemie und Polymerchemie und Institut für Katalyseforschung und -technologie, Engesserstraße 20, 76128 Karlsruhe, Deutschland

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Abstract

Eine ganzheitliche Betrachtungsweise von Abgasnachbehandlungssystemen ist derzeit der attraktivste Ansatzpunkt für die weitere Verminderung der Schadstoffemissionen und um auf neue Herausforderungen durch strengere Emissionsgrenzwerte, neue Rohstoffbasis und effektivere Motorkonzepte schneller zu reagieren. Dieser Artikel gibt einen Überblick zu gegenwärtigen Abgasnachbehandlungssystemen. Heutige und zukünftige Herausforderungen und Ansätze zu deren Bewältigung werden diskutiert. Bei den vorgestellten Lösungsansätzen spielen hierarchische Modellierung von DFT-Berechnungen bis zur CFD-Simulation des kompletten Abgasstranges, realitätsnahe Abgasprüfstände und Alterungsverfahren sowie On-board-Diagnostik ebenso wie die Charakterisierung von Katalysatoren insbesondere unter Reaktionsbedingungen sowie möglichst alle Längenskalen eine wichtige Rolle. In Zukunft werden wissensbasierte roboter-kontrollierte Präparation und dynamische Modelle, gekoppelt mit Informationen aus dem realen Betrieb, Forschung und Entwicklung maßgeblich unterstützen.

Abstract

Looking at exhaust-gas after-treatment systems in its entirety leads to further improvement of emission control devices and to the accomplishment of future challenges such as lower legislative emission limits, new fuels, and more efficient engine concepts. This article provides an overview on the state-of-the art mobile exhaust-gas after-treatment devices. Current and future challenges are discussed in the light of present approaches such as hierarchical modeling reaching from DFT computations of molecular processes to CFD simulation of entire lines of exhaust-gas cleaning devices, close-to-reality emission control test benches and aging procedures, on-board diagnostics, and catalyst characterization at operating conditions and preferentially all length scales. In future, knowledge-based robot-controlled preparation and dynamic models coupled with information from real operation will significantly support research and development.

Ancillary