DE102005027649A1

DE102005027649A1 - Abgasnachbehandlungsanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Abgasnachbehandlungsanordnung

Info

Publication number: DE102005027649A1
Application number: DE102005027649A
Authority: DE
Inventors: Bernd Reinsch; Jörg Jockel; Teruo Komori; Lars Thuener; Matthias Kruse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-12-21
Also published as: WO2006133999A1

Abstract

Es wird eine Abgasnachbehandlungsanordnung zur Behandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Anordnung, mit einer Stützstruktur, wobei das Abgas mit der Stützstruktur zur Behandlung des Abgases wechselwirken kann, wobei auf der Oberfläche der Stützstruktur (F; 26; 35) eine Schicht aus Fasern (S) angeordnet ist und die Porosität der Stützstruktur begrenzt ist. Dies gewährleistet eine Langzeitstabilität und eine hohe Filtrationseffizienz.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Abgasnachbehandlungsanordnung bzw. einem Verfahren zur Herstellung der Abgasnachbehandlungsanordnung nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche. Es ist bekannt, Abgas von Kraftfahrzeugen mittels NOx-Speicherkatalysatoren zu entsticken bzw. mittels eines Partikelfilters zu entrußen. Aus der WO 01/19493 A1 ist bekannt, Röhren aus gepressten Stahlfasern als Filterelemente vorzusehen, wobei die Filterelemente Bereiche unterschiedlicher Porosität aufweisen. Teilweise werden bei Abgasnachbehandlungsanordnungen Katalysatorschichten verwendet, um die Oxydation von CO und Kohlenwasserstoffen in Diesel-Oxydations-Katalysatoren und um die Rußregeneration in Dieselpartikelfiltern zu verbessern. Es ist beispielsweise aus der WO 01/36097 A1 bekannt, Katalysatorschichten (Schichten, die aktives Material, nämlich Katalysatormaterial enthalten) oft zusammen mit einer die Oberfläche vergrößernden, weil unebenen, Beschichtung, einem sogenannten Washcoat, auf eine Grundstruktur aufzutragen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsanordnung beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Abgasnachbehandlungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass eine Anordnung mit einer auf eine beispielsweise offenporöse Stützstruktur mit begrenzter Porosität aufgebrachten Faserschicht insbesondere hoher Porosität eine auch gegenüber thermischen Belastungen stabile Struktur gewährleistet, die einen leicht einstellbaren Anteil insbesondere hochporöser Bereiche zur sicheren effektiven Filterung von Abgasen aufweist. Die faserreiche Oberflächenschicht ermöglicht eine hochporöse Oberflächenstruktur mit großer Oberfläche, wodurch das Druckabfall-Verhalten insbesondere von mit Ruß beladenen Partikelfiltern, beispielsweise Sintermetallfiltern, durch eine Verringerung der Abgasgegendruckzunahme bei Rußbeladung verbessert wird. Mit Hilfe der insbesondere hochporösen bzw. unregelmässigen Faserstruktur bleibt für einen langen Zeitraum (mehr als 50 Prozent eines Regenerationsintervalls) eine Tiefenfiltration aktiv, wodurch ein deutlich geringerer Gegendruckanstieg im Vergleich zu einem Filterungsmechanismus erfolgt, der hauptsächlich auf dem Effekt der Oberflächenfiltration beruht. Bei einer Tiefenfiltration können in vorteilhafter Weise Russpartikel teilweise tief in die Faserstruktur eindringen, bevor sie an die Fasern gebunden werden. Durch die hohe Porosität kommt es nicht zu einem Verschluss einzelner Poren bzw. Öffnungen oder gar zur Ausbildung eines durchgehenden, die gesamte Oberfläche bedeckenden Filterkuchens. Dadurch liegt die Gegendruckzunahme während einer Russbeladung deutlich geringer als bei herkömmlichen Wanddurchflussfiltern, bei denen sich schon im frühen Stadium der Russbeladung ein Filterkuchen ausbildet. Des Weiteren wird ein guter Gas-Feststoffkontakt geschaffen, ein besserer Kontakt für die Oxidation des Abgases und des Rußes ermöglicht und eine größere Fläche für katalytische Beschichtungen insbesondere bei auf Sintermetallfilter integrierten Diesel-Oxydations-Katalysatoren oder bei NO_x-Speicher-Katalysatoren bereitgestellt. Um beste Leistung zu erhalten, ist ein guter Kontakt zwischen dem Abgas bzw. dem abgelagerten Ruß und der Abgasnachbehandlungsanordnung beziehungsweise dem Filter oder Katalysator von großer Bedeutung; dieser Kontakt wird in vorteilhafter Weise dadurch gefördert, dass deren wirksame Fläche im Vergleich zu einer Grundfläche der Tragstruktur durch dreidimensionale Gestaltung der wirksamen Fläche vergrößert ist. All dies wird mit einer einfach herzustellenden Anordnung gewährleistet, die trotz einer insbesondere hochporösen Faserschicht einen stabilen Aufbau gewährleistet. Mögliche vorgesehene katalytisch aktive Elemente können in der Faserschicht eingebracht werden und brauchen nicht in der Stützstruktur angeordnet werden, so dass die Stabilität der Stützstruktur in vorteilhafter Weise über eine erfindungsgemässe Begrenzung der Porosität auf unter 60 Prozent, gewährleistet werden kann, da grössere Porenanteile für ein Vorsehen von katalytisch aktivem Material im Bereich der Stützstruktur nicht mehr erforderlich sind. Die erfindungsgemässe gezielte Anpassung von Faserstruktur und Trägermaterial ermöglicht es, einen zweistufigen Filter bereitszustellen. Dabei übernimmt die erste Stufe, die Faserstruktur, die Filtration des größten Teils der Partikel (mehr als 80 Prozent). Die zweite Filterstufe wird durch die Stützstruktur gebildet. Die hohe Porosität der ersten Stufe hat beispielsweise einen Filterwirkungsgrad von unterhalb 95 Prozent. Durch die erfindungsgemäße Einstellung der Porosität der Sützstruktur lässt sich der Filterwirkungsgrad bzw. die Filtrationseffizienz der Kombination von erster und zweiter Stufe bzw. von tiefenfiltrierender Faserschicht und der als Oberflächenfilter wirkenden Stützstruktur so einstellen, dass Werte größer als 95 Prozent erzielt werden. Der Prozentsatz gibt hierbei den herausgefilterten anteiligen Volumenstrom an. Dabei sind die Abscheideraten bzw. Porositäten von erster und zweiter Stufe so ausgelegt, dass die Menge der Partikel, die die erste Stufe passieren und daher in der zweiten Stufe abgeschieden werden müssen, so gering ist, dass es in vorteilhafter Weise nicht zu einer Ausbildung eines geschlossenen Filterkuchens unmittelbar auf der Oberfläche der Stützstruktur, also der zweiten Stufe, zu kommen braucht. Die Ausbildung eines geschlossenen Filterkuchen aus abgelagertem Russ im laufenden Filterbetrieb würde zwar die Filtrationseffizienz über die Ausgangsfiltrationseffizienz des reinen Materials hinaus erhöhen, jedoch den Abgasgegendruck übergebührlich ansteigen lassen.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Abgasnachbehandlungsanordnung bzw. des angegebenen Verfahrens zur Herstellung der Abgasnachbehandlungsanordnung möglich.

Der Einsatz von Sintermetall beim Aufbau der Nachbehandlungsanordnung gewährleistet eine robuste und langlebige Anordnung auch bei extremen thermischen Bedingungen, insbesondere eine flexible Wahl des Aufbaus einer derartigen Anordnung im Vergleich zu keramischen Anordnungen, bei denen man in der Wahlfreiheit des Designs durch die gängigerweise verwendete Fertigungsmethode, nämlich Stranggießen des Keramikkörpers, eingeschränkt ist. Angaben bezüglich der Porosität der Stützstruktur beziehen sich hier im Falle der Verwendung von Streckmetallgittern auf die mit versintertem Sintermetallpulver gefüllten, insbesondere offenporig ausgeführten Streckmetallgitterzwischenräume.

Wird die Abgasnachbehandlungsanordnung als Partikelfilter unter Verwendung von Sintermetall ausgeführt, hat diese eine größere Lebensdauer als vergleichbare Keramikfilter. Aufgrund der Designfreiheit kann die Filterkonstruktion so gewählt werden, dass bei einer stets erforderlichen Regeneration des Filters zum Abbrand angesammelten Russes der Beginn des Russabbrands an mehreren Stellen gleichzeitig erfolgt und nicht nur auf einer Seite des Filters, wie es normalerweise bei Keramikfiltern der Fall ist. Dadurch ergibt sich eine ausgewogenere und damit lebensdauererhöhende thermische Beanspruchung. Der Abgasgegendruck eines Sintermetallfilters wird in vorteilhafter Weise verkleinert infolge eines Synergieeffekts bei der Kombination einer Faserschicht mit Tiefenfilterwirkung und des Oberflächenfilters aus Sintermetall. Die als Tiefenfilter wirkende Faserschicht bildet keinen die durchgängigen Poren der Faserschicht verschließenden Filterkuchen aus, wodurch ein nur geringer Abgasgegendruck auch bei schon vorangeschrittenem Alter des Partikelfilters bzw. der durchflussfilternden Anordnung gewährleistet ist. Dies ist in vorteilhafter Weise kombiniert mit der als Oberflächenfilter wirkenden Grenzschicht zwischen der Faserschicht und dem Sintermetallvolumen, die eine hohe Filtrationseffizienz aufweist. Des Weiteren ist bei geringer Schichtdicke eine auch ohne Verwendung katalytischen Materials hochaktive Oberfläche gegeben, integriert in eine mechanisch robuste und stabile Anordnung beziehungsweise Stützstruktur.

Beispielsweise bei einem Sintermetall-Partikelfilter mit Taschen aus Sintermetall können die Filtertaschen dadurch enger benachbart angeordnet werden, ohne dass ein gewisser Mindestabstand zwischen den Wänden benachbarter Filtertaschen insbesondere am abströmseitigen Ende eines Filters gemäß DE 102 23 452 A1 unterschritten wird, der den Abgasgegendruck leicht ansteigen lassen kann. Zur Gewährleistung einer optimalen Funktion der Faserschicht braucht dabei, egal ob bei Sintermetall-Partikelfiltern oder bei Wabenfiltern, der Abstand gegenüberliegender Filterwände, genauer gesagt, der Abstand gegenüberliegender Oberflächen bzw. Wände von Stützstrukturen (ohne Einbezug der Faserschichten), nur noch grösser als 0,5 Millimeter sein, Idealerweise grösser als 1,2 Millimeter.

Wird eine sehr hohe Faserschicht-Porosität gewählt, so führt eine solchermassen ausgeführte großvolumige Schicht im Falle eines Partikelfilters zu einem besonders lockeren, stärker reaktiven Niederschlag des Rußes. Eine derartige Ausführungsform eignet sich daher in vorteilhafter Weise besonders zur Sammlung und lockeren Speicherung von Ruß.

Vorteilhaft ist insbesondere die Verwendung langer Fasern, weil mit langen Fasern Gesundheitsgefahren vermieden und darüber hinaus sehr leicht eine hohe Faserschichtporosität eingestellt werden kann.

Der Washcoat verstärkt in vorteilhafter Weise die Haftung zwischen katalytisch aktivem Material und der Faserstruktur und vergrößert im Falle mit Washcoat beschichteter Fasern die aktive Faseroberfläche nochmals. Des Weiteren ist von Vorteil, dass bei Verwendung eines Washcoats zum Verbinden der Fasern ein besonderes Bindemittel nicht nötig ist und die Herstellung einfach und kostengünstig ist.

Fasern mit einem Durchmesser von 1 bis 10 Mikrometern, insbesondere von 3 bis 8 Mikrometern, gewährleisten eine hohe aktive Faseroberfläche bei gleichzeitiger gesundheitlicher Unbedenklichkeit, indem ein Krebsrisiko vermieden wird, was bestünde, wenn noch feinere Fasern verwendet würden.

Vorteilhaft ist es ferner, eine Flächengewicht der Faserschicht in einem Bereich zwischen 15 und 200 Gramm pro Quadratmeter vorzusehen.

Es erweist sich insbesondere als vorteilhaft, die Porosität der Stützstruktur zwischen 30 und 60 Prozent, vorzugsweise zwischen 45 und 60 Prozent, einzustellen. Eine obere Begrenzung der Porosität auf Werte unter 60 Prozent gewährleistet in vorteilhafter Weise eine ausreichende Filterwirkung des Trägermaterials, insbesondere im Falle von Stützstrukturen, in die keine katalytisch aktiven Elemente aufgebracht bzw. eingebracht sind bzw. im Falle von Stützstrukturen, bei denen Faserschichten ohne katalytisch aktive Elemente aufgebracht sind. Eine untere Begrenzung der Porosität der Stützstruktur auf minimal 30 Prozent hat den Vorteil eines geringen Strömungswiderstands des Filtermaterials, insbesondere bei einer unteren Begrenzung auf minimal 45 Prozent. Es erweist sich weiterhin insbesondere als vorteilhaft, die Porosität der Faserstruktur in einem Bereich zwischen 70 und 90 Prozent, insbesondere größer als 80 Prozent, einzustellen. Letzteres kann insbesondere vorteilhaft durch die Verwendung von Fasern verwirklicht werden, die eine Länge in einem Bereich zwischen 40 und 500 Mikrometern aufweisen, vorzugsweise größer als 150 Mikrometer. Zur Gewährleistung einer sehr hohen Filtrationseffizienz in Kombination mit einer stabilen Stützstruktur ist es vorteilhaft, die Dicke der Faserschicht in einem Bereich zwischen 50 und 700 Mikrometer einzustellen, idealerweise in einem Bereich zwischen 150 und 500 Mikrometer.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, die Stützstruktur aus einem Cordierit-Material herzustellen, das von einer Faserbeschichtung in besonderer Weise profitiert. Die aus wärmeisolierendem und hitzebeständigem Material bestehenden Fasern dienen als Wärmespeicher, wodurch das darunter liegende Substrat aus an sich thermisch nicht so stark belastbarem Cordierit vor zu hohen Temperaturen geschützt wird, was die thermische Belastbarkeit des Gesamtaufbaus erhöht.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanordnung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dort bezeichnet Washcoat teils die gebrauchsfertige Schicht, teils das Material, aus dem die eigentliche Schicht hergestellt wird. Ein Ausführungsbeispiel eines Teils eines erfindungsgemäßen Abgasfilters ist in 1 dargestellt. Sie zeigt schematisch in einer einen Längsschnitt und eine perspektivische Ansicht kombinierenden Darstellung einen Ausschnitt aus einem Katalysator bzw. katalytisch beschichteten Abgasfilter mit einer dreidimensionalen Tragstruktur, die auf einer Stützstruktur abgestützt und von dieser gehalten ist. 2a–c zeigt den Aufbau verschiedener Stützstrukturen, 3 einen alternativen Aufbau einer Stützstruktur. 4 zeigt einen Ausschnitt einer Abgasnachbehandlungsanordnung mit einer Wabenstruktur, 5 ein Temperaturdiagramm.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die 1 zeigt einen Ausschnitt einer Abgasnachbehandlungsanordnung für hauptsächlich katalytisch – aber auch nicht-katalytisch – unterstützte Rußfilterung auf Sintermetallbasis (aber auch für andere Rußfiltersysteme). Eine Verbesserung ist die Verwendung eines hohen Anteils (Verhältnisses) von Fasern, insbesondere langen Fasern. Wenn sie auf Filtermaterialien bzw. auf eine Stützstruktur aufgebracht oder aufgeschichtet werden, erlauben diese Fasern, dass sich hochporöse, dreidimensionale Tragstrukturen für Katalysatormaterial von 0,05 mm bis 0,7 mm Dicke und einer Porosität von mindestens 70 % ausbilden. Die Stützstruktur F selbst dient somit als Träger für eine dünne Schicht (oder mehrere Schichten) von Fasern, insbesondere gering mit Washcoat beschichteten Fasern, die als Tragstruktur für das katalytische aktive Material dienen und dieses Material (in seiner räumlichen Lage) stabilisieren können. Die 1 zeigt eine Stützstruktur F, die Teil eines Katalysators für Dieselmotoren ist. Die Stützstruktur F weist metallische Wandabschnitte 2 auf, zwischen denen eine im Beispiel aus versintertem Sintermetallpulver gebildete starre Schicht 3 angeordnet ist, auf der eine dreidimensionale Tragstruktur S abgestützt und mit der Stützstruktur so ausreichend fest verbunden ist, wie dies ein zuverlässiger Betrieb des Katalysators erfordert.
Die Tragstruktur S weist Fasern 5 auf, die im Beispiel aus Keramik bestehen. Die Fasern 5 sind im Beispiel gerade Abschnitte mit begrenzter Länge. Jede einzelne Faser 5 ist im Längsschnitt dargestellt. Die einzelnen Fasern 5 sind in einem dreidimensionalen, regellosen Zustand angeordnet. Die Fasern 5 sind fast alle unter anderem zwecks Vergrößerung der Oberfläche mit einer Beschichtung, einem sogenannten Washcoat 6, beschichtet, die eine unregelmäßige Außenkontur hat und die Faser auf deren gesamten Umfang umgibt. Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, kann der Washcoat auch die Enden der Fasern 5 bedecken. Einige Fasern 5 sind in der Figur ohne Washcoat gezeigt; dies kann sich zufällig so ergeben, kann aber auch bei der Herstellung beabsichtigt sein. Der Washcoat 6 trägt auf seiner Außenseite aktives Material 8, nämlich Katalysatormaterial. Dieses ist in der Figur durch einzelne sehr kleine Kügelchen symbolisiert. Damit soll angedeutet werden, dass das aktive Material 8 nicht unbedingt großflächig oder vollständig alle Fasern umhüllen muss, sondern dass es ausreichen mag, wenn das aktive Material als eine mehr oder weniger stark unterbrochene Schicht auf dem Washcoat aufgebracht ist. Wie die 1 zeigt, liegen die einzelnen Fasern 5 in einer Richtung rechtwinklig zur Zeichenebene betrachtet teilweise ganz unten, teilweise ganz oben, teilweise erstrecken sie sich von ganz unten bis ganz oben, sie füllen also den von ihnen gebildeten Raum dreidimensional aus und bilden dabei eine räumliche Struktur, die der eines Vlieses (auf Englisch „non-woven fabric") ähnlich ist. So ergibt sich also eine Tragstruktur S für katalytisch aktives Material für ein Verbrennungskraftmaschinen-Abgasfilter, deren wirksame Fläche im Vergleich zu einer Grundfläche der Tragstruktur durch dreidimensionale Gestaltung der wirksamen Fläche vergrößert ist. Die Tragstruktur S weist mit den zwischen den Fasern befindlichen Raumbereichen offenporige Hohlräume auf, wobei die Fasern 5 untereinander im Bereich von einander benachbarten Bereichen durch ein Bindemittel verbunden sind. Wahlweise kann das katalytisch aktive Material auf den Fasern auch weggelassen werden.
Der Zusammenhalt der Fasern 5 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch den Washcoat 6, der nach der Herstellung fest ist, wobei eine vorzugsweise eine geringe Washcoatbeschichtung von maximal bis zu 80 Gramm pro Liter Filtervolumen gewählt wird, oder durch anorganische Bindermaterialien (Bindemittel, siehe oben) im Bereich der Berührungspunkte der Fasern 5 bewerkstelligt. Es müssen nicht unbedingt alle Berührungspunkte oder benachbarten Bereiche der Fasern fest miteinander verbunden sein. Im Beispiel ist die Schicht 3 der Stützschicht bzw. Stützstruktur F aus Sintermetallpulver gebildet, das durch Sintern verfestigt worden ist und offenporige gasdurchlässige Zwischenräume aufweist, so dass sich insgesamt ein Sintermetallfilter (SMF) ergibt. Die Strömungsrichtung des zu reinigenden Abgases ist in der Darstellung der Figur von oben nach unten. Die Tragschicht bzw. Tragstruktur S (Faserschicht) mit dem darauf befindlichen katalytisch aktiven Material fängt im Beispiel Ruß aus den Dieselabgasen ab, und wandelt diesen Ruß unter Mitwirkung des aktiven Materials 8 bei Anwesenheit von Sauerstoff (und/oder NO₂) in CO₂ um. Je nach Anwendung, sprich Art des Washcoats, bewirkt das aktive Material 8 außerdem eine Umwandlung von Stickoxyden (NO_x) in Stickstoff und Sauerstoff.
Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung ist die Schicht 3 gasundurchlässig, und der Strom des Abgases verläuft in der Darstellung der 1 in waagrechter Richtung. In diesem Fall ist die Stützstruktur als Durchfluss-Substrat ausgebildet, das heißt die Stützstruktur ist nicht offenporös, weist also keine durch Wände hindurchgehende für Gas durchlässige Poren auf, sondern ist allenfalls an der Oberfläche zur Vergrößerung der Gaskontaktfläche porös. Eine solche auf Englisch als „Flow-Through"- Anordnung bezeichnete Vorrichtung wie beispielsweise ein Oxidationskatalysator, insbesondere ein Diesel-Oxidationskatalysator, kann neben Metall bzw. Sintermetall auch aus Siliziumcarbid oder Cordierit hergestellt sein.
Die Porosität der Tragschicht S ist im Beispiel mindestens 70 %, vorzugsweise 80 bis zirka 90 %. Als Porosität der Tragschicht bzw. Faserschicht wird hierbei der Anteil der Leerräume der Tragschicht im Verhältnis zu dem durch die äußere Umgrenzung der Tragschicht gebildeten Volumen bezeichnet. Die Fasern 5 haben einen Durchmesser im Bereich von 1 bis 10 Mikrometern, im obigen Ausführungsbeispiel eine Dicke von zirka 5 Mikrometern. Es ist vorteilhaft, Fasern mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 3 und 8 Mikrometern zu verwenden, da diese ein ausreichende thermomechanische Festigkeit aufweisen und eine ausreichend große aktive Oberfläche zur Verfügung stellen. Die Fasern weisen eine Länge im Beispiel von etwa 40 bis 500 μm auf, idealerweise sind sie länger als 150 μm. Längere Fasern eignen sich insbesondere zur Bildung eines dreidimensionalen Gebildes einer Tragstruktur auch in einer gewickelten, gewebten, gekräuselten oder geflochtenen Anordnung, somit in einer unregelmäßigen oder auch regelmäßigen Anordnung. Eine gewebte Anordnung kann vorzugsweise in Leinenbindung hergestellt sein, sie weist eine erste Lage paralleler Fasern auf, über der eine zweite parallele Lage von Fasern mit um 90° versetzter Längsrichtung angeordnet ist, deren Fasern mit denen der ersten Lage wie bei einem Leinengewebe verwoben sind (Tragstruktur mit nach einem Ordnungsprinzip angeordneten Fasern). Die in der Tragstruktur S enthaltenen Fasern haben eine aktive Faseroberfläche von mindestens 0,5 Quadratmeter pro Gramm Fasergewicht. Bei Verwendung rauer Fasern kann in vorteilhafter Weise ein aktive Faseroberfläche erzielt werden, die den Wert von 20 Quadratmeter pro Gramm Fasergewicht übersteigt. Als aktives Material kommt jedes für Rußkatalysatoren und/oder NOx-Speicher-Katalysatoren geeignete Material in Betracht. Im Beispiel ist ein Material auf Edelmetallbasis, z.B. auf Platinbasis, als aktives Material vorgesehen. Alternativ kann auch Palladium, Rhodium und Mischungen der genannten Materialien vorgesehen sein, aber auch andere Metalle bzw. Metallgemische, die zum Beispiel Cer, Lanthan, Silber und deren Oxide enthalten. Zusätzlich zu der genannten Wirkung bei der Umsetzung von Ruß und NOx unterstützt das aktive Material 8 auch die Umsetzung von CO in CO₂ und von Kohlenwasserstoffen im Abgas in Wasser und CO₂. Dabei liegt der Edelmetallgehalt, also der Gehalt katalytisch aktiven Materials, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,6 und 10 Gramm pro Liter Filtervolumen. Das Material der Fasern, Keramik, ist im Ausführungsbeispiel Al₂O₃. Stattdessen, oder in Mischung, können für die Keramik bei Ausführungsformen der Erfindung TiO₂, SiO₂, Zirkonoxid, Ceroxid, Lanthanoxid oder Molybdänoxid vorgesehen sein. Der Washcoat mag aus denselben soeben genannten Oxyden gebildet sein, entweder eines der Oxyde, oder eine Mischung. Im Beispiel ist hier ebenfalls Al₂O₃ vorgesehen.
Die verwendete Stützstruktur F hat im Falle der Ausgestaltung der Abgasnachbehandlungsanordnung als Wanddurchflussfilter (engl. „wall-flow filter"), insbesondere als Filtertaschen aufweisender Sintermetallpartikelfilter ähnlich wie in der DE 10301037 beschrieben, bevorzugt einen mittleren Porendurchmesser, der größer als 6 Mikrometer ist. Dabei ist der Anteil von Poren mit einem Porendurchmesser oberhalb von 10 Mikrometer an der Gesamtzahl von Poren in der Stützstruktur größer als 10 Prozent, und die Porosität der Stützstruktur hat einen Wert zwischen 30 und 60 Prozent. Bei einem Filtertaschen aufweisenden Sintermetallpartikelfilter, bei dem die Wände der Filtertaschen zumindest teilweise aus einem Streckmetallgitter und in den Öffnungen des Streckmetallgitters angeordnetem Sintermetall bestehen (siehe weiter unten), beziehen sich die obigen Angaben hinsichtlich mittlerem Porendurchmesser, Porenanteil mit Poren größer als 10 Mikrometer und Porosität auf die Bereiche der Filtertaschenwände, die durch das offenporöse Sintermetall zwischen den Streckmetallgitterstegen gebildet werden. Alternativ kann die Stützstruktur auch als Wanddurchflussfilter ausgebildet sein, beispielsweise als Siliziumcarbid-Filter oder als Filter, das aus Cordierit hergestellt ist, mit entsprechenden Porendimensionierungen und Porenanteilen am Gesamtvolumen, mit dem Vorteil eines geringen Abgasgegendrucks gepaart mit hoher Filtrationseffizienz.
Die Herstellung der ein grosses Volumen einnehmenden Faserschicht S kann zum Beispiel erfolgen in einem Verfahren mit einem einzigen Schritt oder in zwei Schritten: Für das Verfahren mit einem einzigen Schritt der Beschichtung wird eine Beschichtungsmischung mit einem hohen Anteil von Materialfasern, einem kleinen Anteil von Materialkörnern (als Binder, neben anderen Funktionen), Washcoat-Additiven (insbesondere TiO₂, SiO₂ und/oder Al₂O₃) und wahlweise aktiven Verbindungen (katalytisch wirksames Material) verwendet. Washcoat-Material kann die Verwendung der Materialkörner, die beispielsweise hauptsächlich aus Aluminiumoxid bestehen, entbehrlich machen. Falls nötig oder erwünscht, kann die Faser-Struktur als eine erste Schicht aufgeschichtet werden, um die dreidimensionale Tragstruktur zu bilden, auf der die Materialkörner plus Additive plus aktive Verbindungen in einem zweiten Schritt aufgeschichtet werden. Ein einfaches Herstellungsverfahren für die dreidimensionale Tragschicht der Figur ergibt sich dadurch, dass eine Aufschlämmung von Fasern 5 in einer Suspension von Partikeln der oben genannten Oxyde bzw. des verwendeten Bindemittels in Wasser (oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit) bereitgestellt wird, so dass die Fasern und das Bindemittel in fließfähigem Zustand aufgebracht werden können. Dabei wird die Stützstruktur in die Suspension eingetaucht und anschließend wieder herausgezogen. Eine weitere Möglichkeit ist die Aufbringung durch Durchsaugen einer Aufschlämmung durch das Filtermaterial. Der Gehalt der Aufschlämmung an Feststoffen wird so eingestellt, dass sich auf den Fasern 5 ein Washcoat mit geeigneter Dicke ausbildet, und dass auf der Stützstruktur eine Tragschicht gewünschter Dicke, die vorteilhaft im Bereich von 0,05 mm bis 0,7 mm, insbesondere im Bereich zwischen 0,15 und 0,5 mm Dicke liegt, ausbildet. Nach dem Trocknen (mit oder ohne Wärmeeinwirkung) weist diese Schicht zwischen den einzelnen Fasern miteinander in Verbindung stehende Hohlräume auf, die ein Durchströmen der Tragschicht durch Dieselmotor-Abgas ermöglichen. Das getrocknete Washcoatmaterial bewirkt auch ein festes Haften der Tragschicht an der Stützstruktur. In einem alternativen Herstellungsverfahren werden zur Herstellung der Tragstruktur S die Fasern zunächst auf die Stützstruktur F aufgebracht und in einem weiteren Schritt mit Bindemittel versehen und miteinander verbunden.
2 zeigt in Teilbild a ein an sich bekanntes Streckmetallgitter in Draufsicht, wie es für die Herstellung eines Streckmetall-Sintermetallfilters Verwendung finden kann. Es handelt sich dabei um ein flaches, ebenes Metallgitter 20 mit Verstrebungen, die Öffnungen 21 umschließen. Ein derartiges Streckmetall ist ein flaches Material beziehungsweise Halbzeug mit Öffnungen in der Fläche, welches durch versetzte Schnitte ohne Materialverlust, unter gleichzeitig streckender Verformung entstehen. Die Maschen des so gefertigten Materials sind, wie auch in Teilbild a dargestellt, meist rautenförmig, können aber auch rund oder quadratisch sein und sind weder geflochten noch geschweisst. Das Material kann auf jedes beliebige Maß zugeschnitten werden, ohne seinen festen inneren Zusammenhalt zu verlieren oder sich aufzulösen. Ein solches Streckmetall mit Öffnungen mit einer Querschnittsfläche von zirka 0,5 bis zirka 5 Quadratmillimeter und Verstrebungen mit einer Breite von zirka 0,1 bis zirka 1 Millimeter kann dazu verwendet werden; eine Stützstruktur F gemäß Teilbild b oder eine alternative Stützstruktur 26 gemäß Teilbild c herzustellen.
Teilbild b zeigt hierbei einen sich periodisch fortsetzenden Ausschnitt einer schon aus der 1 bekannten Stützstruktur F in Längsschnittseitenansicht, bei der die metallischen Wandabschnitte 2 durch das Streckmetallgitter und die starre Schicht 3 aus mit dem Streckmetall versintertem Metallpulver gebildet werden, das in die Öffnungen 21 des Streckmetallgitters zuvor eingebracht worden ist; in 2b und in 1 ist dieses versinterte Metallpulver in Form von Metallkugeln dargestellt. Die starre Schicht 3 aus Sintermetall hat im Falle eines Wanddurchflussfilters eine offenporöse Struktur und eine Dicke 24 von 0,1 bis 0,8 Millimeter, insbesondere zirka 0,5 Millimeter, entsprechend der Dicke des Streckmetallgitters.
In einer alternativen Ausführungsform kann anstelle des Streckmetallgitters auch ein Metallgewebe verwendet werden. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die starre Schicht 3 auch dicker sein als das Streckmetallgitter und/oder das Streckmetallgitter bedecken, wobei die Seite der Stützstruktur, auf der die starre Schicht das Streckmetallgitter überragt, nachfolgend bei einer Anwendung als Filtermaterial anströmseitig angeordnet wird.
Die alternative Stützstruktur 26 gemäß 2c, die ebenfalls einen Ausschnitt einer solchen Stützstruktur in Längsschnittsseitenansicht zeigt, wird in ähnlicher Weise wie die Struktur gemäß 2b hergestellt, jedoch mit dem Unterschied, dass die Öffnungen 21 des Streckmetallgitters 2 nicht vollständig mit Sintermetall aufgefüllt sind, so dass die Öffnungen 21 des Streckmetallgitters zwar (bis auf die offenporöse Struktur der Sintermetallbereiche 3) verschlossen sind, jedoch im Bereich dieser ehemaligen Öffnungen noch Vertiefungen mit einer von Sintermetall freien Höhe 25 anzutreffen sind. Diese freie Höhe 25 liegt bei einer Dicke 24 des Streckmetallgitters von 0,5 Millimetern in einem Bereich zwischen 0,2 und 0,4 Millimetern. Die nur teilweise Befüllung läßt sich dadurch erreichen, dass das Streckmetallgitter beim Befüllen mit Sintermetallpulver über eine weiche, elastische Walze oder einen weichen Stempel geführt wird, so dass die Tiefe des Streckmetalls zu einem gewissen Anteil ausgefüllt wird. Während des Befüllens kann das Sintermetall somit zu einem einstellbaren Grad in die Streckgitter-Zwischenräume eindringen.
3 zeigt einen periodisch sich fortsetzenden Ausschnitt einer weiteren alternativen Stützstruktur 35, bei der die Öffnungen des Streckmetallgitters 20 nicht mit Metallpulver, das anschließend versintert worden ist, gefüllt worden sind, sondern bei der auf einer Seite des Streckmetallgitters eine Sintermetallfolie 30 aufgebracht, insbesondere angepresst, worden ist. Diese Sintermetallfolie ist zum Zeitpunkt des Auftragens noch eine „grüne", das heißt noch nicht gesinterte Metallfolie, bestehend aus aus einer Mischung eines Sintermetallpulvers mit einem Bindemittel. Diese Metallfolie kann durch Extrusion oder Gießen hergestellt werden und erhält eine Dicke, die kleiner ist als die Dicke des Streckmetallgitters. Nach Auftragung der Folie auf das Streckmetallgitter unter mechanischem Druck und Wärmeeinwirkung, insbesondere durch Laminieren beziehungsweise Aufwalzen, erfolgt eine Versinterung, bei der das Sintermetall auch eine unlösbare Verbindung mit dem Streckmetallgitter eingeht. Die versinterte Metallfolie 30 weist ebenfalls eine offenporöse Struktur auf, und die Stützstruktur 35 besitzt Vertiefungen zwischen den Verstrebungen des Streckmetallgitters ähnlich wie die in 2c dargestellte Ausführungsform einer Stützstruktur.
Auch hier kann eine darauf aufgebrachte und in 3 nicht näher dargestellte Faserschicht in ihrer Porosität so dimensioniert werden, dass sie wie oben beschrieben als Tiefenfilter fungiert. Das bedeutet, dass die „Maschen" des durch die miteinander verketteten Fasern gebildeten dreidimensionalen Netzes sehr weit sind. Dies ist insbesondere bei einer Porosität oberhalb von 70 Volumenprozent, vorzugsweise oberhalb von 80 Prozent, der Fall. Selbst wenn also ein Partikel an einer Faser „andockt", bleibt aufgrund der großen Maschenweite daneben noch hinreichend Platz, dass weitere (Ruß-)Partikel die betreffende Pore in der Faserschicht passieren können. Durch eine hinreichende Dicke der Faserschicht ist jedoch gewährleistet, dass Partikel mit hinreichender Wahrscheinlichkeit beim Durchfliegen der Faserschicht auf einem Pfad hin zum starren Bereich 3 gefangen werden. Die Stützstruktur 35 hingegen ist zwar auch offenporig, wirkt jedoch aufgrund der durchmesserkleineren Poren als Oberflächenfilter, weil eine Pore verstopft wird, sobald sich in dieser einzelnen Pore ein Partikel festsetzt. Die erfindungsgemässe Dimensionierung der Porosität der Stützstruktur kann auch hier ihre vorteilhafte Wirkung entfalten.
Als Faserschicht kann auf eine Stützstruktur anströmseitig auch ein Vlies bzw. eine Fasermatte aus keramischen Fasern aufgebracht werden, das bzw. die zur Rußfiltration und -speicherung dient. Das Grundmaterial derartig an sich bekannter Faservliese ist ein keramischer Werkstoff, beispielsweise Aluminiumoxid.
Die Erfindung unter Einsatz einer Faserschicht zur Tiefenfiltration kann insbesondere bei allen Filtersubstraten bzw. Stützstrukturen angewendet werden, deren Filtrationsprinzip auf Oberflächenfiltration beruht, d.h insbesondere bei Sintermetallfiltern, wie sie beispielsweise aus der DE 101 28 936 bekannt sind, aber auch bei Filtern mit Wabenaufbau, d.h. bei Filtern mit aneinander angrenzenden, wechselseitig verschlossenen Kanälen symmetrischer oder auch asymmetrischer Geometrie, bei denen die Stützstruktur beispielsweise aus Siliciumcarbid, Cordierit, Mullit und/oder Aluminiumtitanat aufgebaut ist. Auch bei Metallschaumfiltern kann die Erfindung zum Einsatz kommen. Ausser bei Partikelfiltern kann die Erfindung auch bei anderen Abgasnachbehandlungsanordnungen, insbesondere bei Oxidationskatalysatoren, eingesetzt werden.
Die oben gemachten Angaben zur Länge und Dicke der Fasern beziehen sich auf einen mehrheitlichen Anteil der Fasern. Ist für den Durchmesser ein Wert x angegeben, so liegt der Anteil dieser Fasern mit einem Wert x +/– 1 Mikrometer bei mehr als 90 Prozent. Entsprechend gilt für die Angabe einer Faserlänge y, dass mehr als 90 Prozent der Fasern eine Länge y +/– 30 Prozent aufweisen. Angegebene Aspektverhältnisse sind als Mittelwerte zu betrachten.
4 zeigt einen Ausschnitt 40 einer Stützstruktur in Wabenform aus Cordierit. Der Ausschnitt beschränkt sich auf die Darstellung eines Zuströmkanals 42 und eines benachbarten Abströmkanals 44. Die perspektivische Darstellung illustriert die Strömungsrichtung 52 von Abgas, das in den Zuströmkanal eintritt, eine den Zuströmkanal vom Auströmkanal trennende Wand durchdringt und über den Abströmkanal 44 schließlich wieder die Partikelfilteranordnung verlässt. Dabei ist der Abströmkanal 44 zuströmseitig mittels eines Verschlusses bzw. einer Wand 46 verschlossen, so dass das Abgas nur über den Zuströmkanal in die Anordnung eindringen kann. Eine Vielzahl solcher wechselseitig jeweils auf einer Seite verschlossener und nebeneinander angeordneter Kanäle (die Zuströmkanäle sind entprechend abströmseitig abgedichtet) bildet ein Wabenfilter. In den Zuströmkanälen 42 ist auf deren Innenwandung jeweils eine zuströmseitige Faserschicht 48 aufgebracht, während auf der Innenwandung der Abströmkanäle 44 jeweils eine abströmseitige Faserschicht 50 aufgebracht ist. Die Fasern bestehen im Wesentlichen, insbesondere zu über 95 Prozent, aus η – Aluminiumoxid und aus einem drei bis fünfprozentigem Anteil von Siliziumdioxid. Die Fasern haben einen Durchmesser zwischen 3 bis 5 Mikrometer und eine Länge größer als 150 Mikrometer, wodurch sich eine Faserschichtporosität oberhalb von 90 Prozent ergeben kann. Die Porosität der Stützstruktur kann insbesondere kleiner als 60 Prozent gewählt werden.
Das Faserschichtmaterial fördert die thermische Beständigkeit der gesamten Anordnung. Darüber hinaus trägt die hohe Porosität der Faserschichten 48 und 50 zusätzlich zum Schutz vor hohen Temperaturen bei, da die in den Hohlräumen eingeschlossene Luft als Wärmepuffer dient und räumliche Temperaturgradienten verkleinert.
In einer alternativen Ausführungsform kann die grosse Oberfläche der Fasern von 150 bis 200 Quadratmeter pro Gramm im Ausführungsbeispiel gemäss 4 für eine katalytische Beschichtung genutzt werden. Dabei ist es möglich, anströmseitig Fasern einzubringen, die mit Katalysatoren zur Senkung der Rußabbrandtemperatur beschichtet sind. Abströmseitig hingegen können Katalysatoren eingebaut werden, die eine entstickende, also Stickoxide reduzierende Wirkung zur Realisierung eines integrieren DeNOx-Katalysators oder eine oxidierende Wirkung zur Realisierung eines integrierten Oxidationskatalysators haben, so dass beispielsweise Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid oxidiert werden können. Die Fasern werden hierbei im Falle einer gewünschten oxidativen katalytischen Aktivität mit Platin, Palladium oder Rhodium imprägniert, im Falle einer gewünschten abgasentstickenden katalytischen Aktivität beispielsweise mit Bariumcarbonat imprägniert. Alternativ kann auch die Faserbeschichtung 50 weggelassen werden und es können nur die Zuströmkanäle 42 mit einer Faserbeschichtung (zuströmseitige Faserschicht 48) versehen werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Fläche des Strömungsquerschnitts der Zuströmkanäle auf Kosten der Fläche des Strömungsquerschnitts der Abströmkanäle zu vergrössern, das Filter in seiner Wabengeometrie also asymmetrisch auszugestalten.
5 zeigt eine Darstellung der sich einstellenden Gleichgewichtstemperaturen T in Keramikkörpern bei einem Versuchsaufbau zum Nachweis der wärmeisolierenden Funktion einer Faserschicht, wenn diese Keramikkörper mit einer Heizleistung P (im Diagramm 60 in willkürlichen Einheiten dargestellt) intrinsisch, also mit einem durch den Keramikkörper versuchsweise gelegten elektrischen Heizdraht, beheizt werden. Dargestellt sind Temperaturverläufe, die Gleichgewichtstemperaturen innerhalb der intrinsisch aufgeheizten Substrate beschreiben sowie Temperaturverläufe, die auf der Oberfläche der unbeschichteten bzw. der mit Fasern beschichteten Keramik gemessen wurden. Dabei stellt die Kurvenschar mit den Kurven 70, 71 und 72 die Innentemperatur innerhalb der unbeschichteten bzw. der mit Fasern beschichteten Keramiksubstrate dar. Kurve 70 zeigt die Innentemperatur in Abhängigkeit von der Heizleistung bei einer unbeschichteten Keramik, Kurve 71 bei einer faserbeschichteten Keramik mit einer Faserschichtdicke von zirka 80 Mikrometern und Kurve 72 bei einer faserbeschichteten Keramik, bei der die Faserschicht eine Dicke aufweist, die drei- bis viermal so gross ist wie bei der Keramik, deren Innentemperaturverlauf in Kurve 71 wiedergegeben ist (Faserschichtdicke zirka 250 bis 300 Mikrometer). Die Kurvenschar mit den Kurven 80; 81 und 82 gibt die jeweiligen Aussentemperaturen im genannten Versuchsaufbau auf der Oberfläche der unbeschichteten Keramik bzw. auf der Faserschichtoberfläche wieder, und zwar Kurve 80 bei der unbeschichteten Keramik, Kurve 81 bei der faserbeschichteten Keramik (Schichtdicke zirka 80 Mikrometer) und Kurve 82 bei der Keramik, deren Innentemperatur in Kurve 72 dargestellt ist.
Beide Temperaturen („innen" und „außen") steigen mit steigender Heizleistung an. Zwischen der Innentemperatur des Keramikkörpers ohne Faserbeschichtung und den Innentemperaturen der faserbeschichteten Keramiken ist kein signifikanter Unterschied zu erkennen. In der Aussentemperatur hingegen sind deutliche Abweichungen festzustellen. Die Außentemperatur liegt beim Keramikkörper mit Faserbeschichtung mit einfacher Dicke (Kurve 81) um zirka 100 Grad Celsius unterhalb des Wertes bei einem unbeschichteten Keramikkörper. Diese Temperaturdifferenz kann auf über 200 Grad Celsisus bei einer Keramik mit einer Faserbeschichtung mit drei- bis vierfacher Dicke gesteigert werden (Kurve 82). Übertragen auf ein reales mit heißem Abgas durchströmtes Filter bedeutet dies, dass deutliche Wärmemengen von der auf dem Filtersubstrat aufgebrachten Faserschicht aufgenommen werden. So kann der Temperatureinfluss des heissen Abgases, das zuerst mit der Faserbeschichtung in Kontakt tritt, auf das Substrat, also beispielsweise die aus Cordierit bestehende Stützstruktur, deutlich minimiert werden. Durch die Faserbeschichtung wird das Substrat vor zu hohen Temperaturen geschützt und die Lebensdauer erhöht.

Claims

Abgasnachbehandlungsanordnung zur Behandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Stützstruktur, wobei das Abgas mit der Stützstruktur zur Behandlung des Abgases wechselwirken kann, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche der Stützstruktur (F; 26; 35) eine insbesondere hochporöse Schicht aus Fasern (S) angeordnet ist und dass die Porosität der Stützstruktur kleiner als 60 Prozent ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität der Stützstruktur größer als 30 Prozent, insbesondere größer als 45 Prozent ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Fasern (S) eine Porosität von mindestens 70 %, insbesondere eine Porosität in einem Bereich zwischen 80 und 90 % oder größer, aufweist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine Länge zwischen 40 und 500 Mikrometern aufweisen, insbesondere eine Länge größer als 150 Mikrometer.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern 40 bis 200 mal länger als dick sind, insbesondere, dass die Fasern mehr als 60 bis 200 mal länger als dick sind.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (S) aus Fasern eine Dicke im Bereich von zirka 0,05 Millimeter bis zirka 0,7 Millimeter, insbesondere von zirka 0,15 Millimeter bis zirka 0,5 Millimeter, aufweist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern Keramikmaterial enthalten oder aus Keramikmaterial bestehen.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur gasdurchlässig ist, insbesondere dass die Stützstruktur offenporös ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial insbesondere Aluminiumoxid, Titanoxid oder Siliziumoxid oder eine Mischung zweier oder mehrerer Oxide enthält.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur selbst frei von Fasern ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur selbst keine Fasern von der Art enthält, die auf der Oberfläche der Stützstruktur angeordnet sind.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (S) aus Fasern als Tragstruktur für ein katalytisch aktives Material, insbesondere für ein für Gas-Feststoff-Reaktionen und/oder für ein für Feststoff-Feststoff-Reaktionen katalytisch aktives Material, dient.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Material einen oxidativen Abbau von Abgaskomponenten unterstützt.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur kein katalytisch aktives Material enthält bzw. kein katalytisch aktives Material der Art enthält, welches auf den Fasern angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine aktive Faseroberfläche aufweisen, die größer ist als 0,5 Quadratmeter pro Gramm Fasergewicht, insbesondere größer ist als 20 Quadratmeter pro Gramm Fasergewicht.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht der Faserschicht zwischen 15 und 200 Gramm pro Quadratmeter beträgt.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur zumindest teilweise aus Sintermetall gebildet ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Stützstruktur im Wesentlichen aus Siliciumcarbid besteht.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Stützstruktur im Wesentlichen aus Cordierit besteht.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur als Wanddurchflussfilter ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Abgasnachbehandlungsanordnung zur Behandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Stützstruktur (F; 26; 35) bereitgestellt wird, wobei die Stützstruktur dazu dient, mit dem Abgas zur Behandlung des Abgases zu wechselwirken, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stützstruktur (F, 26; 35) mit einer Porosität kleiner als 60 Prozent verwendet wird und dass auf der Oberfläche der Stützstruktur eine insbesondere hochporöse Schicht aus Fasern (S) angeordnet wird.