EP2018221A1 - Trägerkörper zur abgasnachbehandlung mit disperser katalysatoranordnung - Google Patents

Trägerkörper zur abgasnachbehandlung mit disperser katalysatoranordnung

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Publication number
EP2018221A1
EP2018221A1 EP07724961A EP07724961A EP2018221A1 EP 2018221 A1 EP2018221 A1 EP 2018221A1 EP 07724961 A EP07724961 A EP 07724961A EP 07724961 A EP07724961 A EP 07724961A EP 2018221 A1 EP2018221 A1 EP 2018221A1
Authority
EP
European Patent Office
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carrier body
coating
catalyst
exhaust gas
flow path
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07724961A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Hirth
Thomas HÄRIG
Rolf BRÜCK
Holger Stock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH filed Critical Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a carrier body for a catalytically active coating.
  • Such carrier bodies are used in particular for the aftertreatment of exhaust gases in vehicles.
  • such support bodies are in particular designed so that it is constructed with at least one at least partially structured layer of a gas-impermeable material, so that a plurality of flow paths is present with a minimum cross-section of 0.5 mm, wherein at least the majority of the flow paths are designed with multiple passages towards at least one adjacent flow path.
  • the effectiveness of such carrier bodies with regard to the conversion of pollutants contained in the exhaust gas is influenced by a multiplicity of different criteria. Two essential requirements are an effective mass transport of the pollutants towards the catalytically active coating and a low back pressure, which is generated in the exhaust gas flow due to the flow through the carrier body.
  • a carrier body is to be specified, whose coating is aligned with the turbulent flow conditions in the interior of the carrier body and enables a more effective conversion of pollutants in the exhaust gas.
  • a method for producing a coated catalyst carrier body is to be specified, with which a particularly uniform coating can be achieved, so that it has only a small influence on the flow behavior of the exhaust gas during operation.
  • the carrier body according to the invention has an overall support surface comprising at ⁇ least a coating portion with a catalytically active coating and at least one kind of catalyst elements, which disperse to an upper ⁇ surface of the support body are arranged, wherein: - the catalyst elements have a mean distance along the surface of at least 3 Micrometer [ ⁇ m], the surface has a mean surface roughness R 2 of 2 to 10 micrometers [ ⁇ m], and the carrier body compared to a carrier body with a smooth and uncoated surface has a maximum pressure loss increase of 25%.
  • the carrier body can be made use of a variety of different concepts.
  • a gas permeable monoliths may be formed, which have a defined number, position, etc. of flow paths, but it is also possible that the monolith with a random (chaotic) cavity structure, for. is formed in the manner of a foam or the like.
  • the support body is penetrated by a gas flow, which enters on one side and exits on a (other) side again.
  • the gas stream is passed through the material surfaces delimiting the flow paths and / or the cavity structure.
  • the total support surface comprises the surface of these walls of the flow paths or the inner material surfaces, and substantially coincides with the so-called “geometric surface” (GSA) of the support body.
  • GSA geometric surface
  • catalyst element is intended in particular to describe particle-like structures to which a medium size can be assigned.
  • the outer shape of the catalyst elements is user-selectable, with an approximately spherical shape being preferred.
  • These catalyst elements are now dispersed on the surface (ie the part of the total support surface which is in the coating arranged portion), which should mean, essentially, that no surface closed coating should be present. Rather, the Kataly ⁇ sator elements at least partly, but preferably completely individually to or applied to the surface.
  • the arrangement of the catalyst elements is carried out according to the invention on the surface so that they have a mean distance along the surface of at least 3 microns, preferably in a range of 3 to 9 microns.
  • the mean distance the following must be taken into account: First of all, this means an averaged value as it exists in a representative area of the coating section. Furthermore, the distance refers to an indication along the surface, not to a pure distance indication.
  • the mean distance along the surface is comparable to the way that the exhaust flow must flow from one catalyst element to an adjacent catalyst element along the surface.
  • the average distance should be at least in the range of the size (1 ⁇ D) of the catalyst element to twenty times (20 ⁇ D) of the size (D) of the catalyst element. This avoids, in particular, the fact that the dispersively distributed catalyst elements combine with one another under ambient conditions at high temperatures, and consequently the catalytically active surface is reduced.
  • the surface has an average roughness R z of 2 to 10 .mu.m, in particular from 3 to 6 .mu.m.
  • the mean roughness R z relates at least to a representative region of the coating section, if appropriate also to the entire surface.
  • the average roughness depth R z is understood to be the arithmetic mean of a plurality of (usually 5) individual roughness depths which touch the distance between two parallels within a single measuring section of a roughness profile at the highest and at the lowest point.
  • the support body with respect to a support body with a smooth or uncoated surface has a maximum pressure loss increase of 25%, in particular of at most 15%.
  • the roughness depth R z is substantially uniform with slight tolerances, so that a uniform reaction behavior in the coating section can be maintained even with long-term use of the carrier body.
  • a smooth or uncoated surface means, in particular, the surface quality of the materials used which regularly have a mean roughness depth R z (along the rolling direction) in the range of at most 1 ⁇ m (smooth).
  • At least a support body can be used with such a surface as a reference.
  • the pressure in the test exhaust system behind the carrier body 1, 25 bar. In this case, the pressure drop over the carrier body is determined.
  • the catalyst elements are arranged in an amount of 0.2 to 2.0 grams per square meter [g / m 2 ] of the total support surface.
  • the amount of 0.2 to 2.0 g / m 2 [grams per square meter] of total carrier area che is designed nen particular the exhaust gas treatment of mobile Verbrennungskraftmaschi ⁇ , eg for a cleaning of gasoline or diesel exhaust.
  • Very particularly preferred is a range of 0.4 to 0.8 g / m 2 for the noble metal catalyst platinum. If the loading set lower, at a unfavorable composition could occur of the exhaust gas to be cleaned under certain circumstances Unzu ⁇ reaching conversion of the pollutants. If the loading exceeds the specified range, superimposition of the noble metal catalysts may occur so that no further increase in the catalytic activity but only in the production costs occurs.
  • the type of catalyst elements comprises a noble metal catalyst from the group of platinum, palladium and rhodium.
  • the average size of the catalyst element is preferably in the range of 5 to 10 nanometers [nm],
  • this is constructed with at least one at least partially structured layer of a gas-impermeable material, so that a plurality of flow paths with a minimum cross-section of 0.5 Quadratmil- limeter [mm 2 ] is present wherein at least the majority of the flow paths are configured with multiple passages towards at least one adjacent flow path.
  • the carrier body is preferably a so-called honeycomb body whose flow paths are formed with a plurality of substantially straight, parallel to each other arranged channels.
  • These flow paths or channels can be formed with one or more layers of a gas-impermeable material. It is both possible that completely structured and / or completely smooth layers are provided, but there are also mixed layers with partially formed structures possible.
  • the gas-impermeable material it should be noted that this regularly has a high-temperature turfestes and corrosion resistant material is. Both (not ⁇ porous) ceramics, such as metal oxides, as well as metals can be employed which can withstand these conditions.
  • the flow paths are provided with a minimum cross section of 0.5 mm 2 .
  • the minimum cross section is at least 0.8 mm 2 or even 1.0 mm 2 .
  • this minimum cross section refers to an average over the entire length of the flow path, the minimum cross section locally reducing internals (dents, vanes, etc.) are not taken into account.
  • the minimum cross section preferably concerns just the area of the flow paths in which there are no internals, guide surfaces, flow path constrictions and the like.
  • the majority of the flow paths have multiple passages toward at least one adjacent flow path.
  • all flow paths are provided with a plurality of passages.
  • the passages can realize a connection to the directly adjacent flow path, for example, in which the passages of the layer itself are formed and thus allows a flow of exhaust gas through to directly adjacent flow path.
  • the passages can be produced by mere deformation of the layer, wherein, for example, the directly adjacent channel can be skipped and the second-through flow path can be penetrated.
  • the passages have the function of diverting or swirling exhaust gas flowing through the carrier body transversely thereto in a preferred main flow direction, so that the exhaust gas or the partial exhaust gas streams can change the flow path several times.
  • At least one coating section of the total carrier surface is provided with a catalytically active coating.
  • the coating section may be part of a layer, but it is preferred that the entire carrier body has such a coating section over a portion of its axial extent. In other words, this means that all flow paths are provided with a coating in a longitudinal section (with respect to the carrier body in the same section of its axial extent).
  • a coating section of, for example, at most 30 mm or even only 20 mm is catalytically active starting from the end face of the carrier body in its depth.
  • the entire total support surface is designed with a catalytically active coating.
  • the carrier body has at least one coating section of the total carrier surface, which is provided with a catalytically active coating which has a coating thickness of at most 15 micrometers [ ⁇ m]. It has been found that the otherwise usual diffusion processes for the conversion of pollutants in the exhaust gas as a result of the turbulent flows inside the support body no longer take place in the usual way. On the one hand, the significant reduction of the coating thickness results in an increased hydraulic diameter of the flow path, so that a smaller pressure loss with respect to the flow through the carrier body of exhaust gas is achieved. On the other hand, the coating can now be carried out with an adapted distribution of the catalytically active regions near the surface, so that there the catalytic conversion of the pollutants can be further improved.
  • the coating thickness can be significantly reduced, for example to at most 8 microns or at most 1 micron.
  • a E- delmetall catalyst is provided at least from the group of platinum, palladium and rhodium only in a surface boundary layer of a boundary layer thickness of at most 1 Mikrome ⁇ ter [microns].
  • the noble metal catalyst is provided practically only on the surface of the coating.
  • the boundary layer thickness can be made even smaller, for example at most 0.1 microns. The limitation of the boundary layer thickness thus illustrates how reactive the surface boundary layer is, whereby doping of noble metal catalysts deep in the (inactive) interior is avoided.
  • the coating comprises a porous storage layer, wherein in the at least one coating section is provided between 5 and 30 grams per square meter [g / m 2 ] thereof. Very particular preference is given to a range of 10 to 20 g / m 2 .
  • the porous storage layer provides an oxygen storage capability which is realized, for example, by what is known as washcoat [with Al 2 O 3 ] or cerium oxide [CeO].
  • washcoat with Al 2 O 3
  • CeO cerium oxide
  • This storage layer advantageously has a coating thickness of at most 10 ⁇ m [micrometers], preferably only 6 ⁇ m, wherein it may be substantially free of noble metal catalysts.
  • a storage layer comprising a zeolite as a hydrocarbon storage is proposed, in the case of a gasoline engine an oxygen storage (cerium / zirconium oxide).
  • a surface boundary layer with a noble metal catalyst with the specified distance from each other an application-oriented storage layer and a interposed barrier layer, which prevent undesired interaction of Ab ⁇ gas components in the surface and the storage layer.
  • microtechnology also known as microstructure technology
  • nanotechnology deals with processes for the production of bodies and geometrical structures with dimensions in the micrometer range (0.1 ⁇ m - 1000 ⁇ m).
  • nanotechnology is used as a generic term for a wide range of technologies dedicated to the production of objects and structures smaller than 100 nanometers (ran). With these methods, the coatings can be targeted and defined build.
  • the flow paths are at least partially limited by a knitted fabric made of wire filaments.
  • the carrier body is formed with a predetermined number of completely structured layers and a corresponding number of knitted fabrics made of metallic wire filaments, wherein the structured layers and the knits are arranged alternately to one another.
  • the structure of the layer forms together with the fabric boundaries or walls for the flow paths.
  • filtering of the partial gas streams flowing through the flow paths can be effected, for example, by creating with the structured layer cross-sectional constrictions of the flow paths which at least partially penetrate the partial gas flow into the fabric or even through it.
  • the term "fabric” is understood here as überge ⁇ arranged term for various types of a network of wire filaments: tangle, woven, knitted, fleece, etc., which verharkt together, welded, soldered, sintered, etc. . could be.
  • the at least one at least partially structured layer comprises a stainless steel foil.
  • a stainless steel foil which contains about 18-22% by weight chromium, about 4.5-6% by weight aluminum, additions of titanium, yttrium and zirconium between about 0.04 and 0.08% by weight. % and iron as base.
  • This high-temperature-resistant and corrosion-resistant material has already proven itself for known catalyst carrier bodies in the automotive sector.
  • the roughness of the wire filaments and / or the stainless steel foil is in the range of 3 to 6 microns.
  • At least the wire filaments or the stainless steel foil comprises aluminum as constituent, which is formed in at least one coating section as surface oxide. It is preferred that both the wire filaments and the stainless steel foil are formed with an aluminum oxide on the surface. This means in particular that the precious metals steel foil or the wire filaments are thermally treated, so that from the metal in the aluminum on the surface aluminum oxide is formed.
  • a suitable surface oxide (such as, in particular so-called gamma or teta-A12O3) can be achieved, for example, for the subsequently specified stainless steel foils in that the stainless steel foil with a thickness of 50 microns [micrometer] for 70 hours at 900 ° C in air or at 925 ° C is treated on a gas mixture consisting of argon and 4 wt .-% H2 and 7 wt .-% H2O.
  • the examined stainless steel foils are once the material "Fecralloy" (Fe: 72.3% by weight, Cr: 22.0% by weight, Al: 5.10% by weight, Si: 0 , 42% by weight, Hf: less than 0.01% by weight, Mg: 0.003% by weight, Mn: 0.10% by weight, Ti: 0.051% by weight, Y: 0.074% by weight; %, Zr: 0.077% by weight, C: 0.048% by weight, S: less than 0.001% by weight, N: 0.0180% by weight, O: 0.0160% by weight) or Aluchrom YHf (Fe: 72.0 wt%, Cr: 20.5 wt%, Al: 5.39 wt%, Si: 0.29 wt%, Hf: 0.026 wt% Mg: 0.008 wt%, Mn: 0.12 wt%, Ti: 0.005 wt%, Y: 0.041 wt%, Zr: 0.055 w
  • At least one noble metal catalyst from the group of platinum, palladium and rhodium is applied directly to at least the wire filaments or the stainless steel foil.
  • the noble metal catalysts are applied substantially uniformly to the wire filaments and the stainless steel foil.
  • On a storage layer is omitted at this point. This results, for example, in a coating height of less than 30 nm [nanometer], in particular in the range of 0.5 to 20 ⁇ m.
  • each flow path has a length and this has over the length seen in a Wiederholungsinter ⁇ interval of at most 20 mm passages.
  • a passage is provided towards an adjacent flow path.
  • baffles may be formed, for example, by stamping or denting the layer in the (adjacent) surrounding region of a passage.
  • the holes have a hole cross-section of at least 25 square millimeters [mm 2 ].
  • An embodiment of the hole cross-section of at least 50 mm 2 is particularly preferred.
  • the holes are made round, holes with a hole diameter of at least 8 mm [mm] are preferred.
  • These large holes extend regularly over the walls of several flow channels, so that adjacent walls are opened at the same time and a cross-flow is possible.
  • a discharge directed towards the hole takes place. steering, which leads to the further division of the partial gas flows. This effect is improved with increasing hole cross section.
  • the sum of the open hole cross sections ⁇ at least 30% of a closed position corresponding surface is also proposed that at least half of the layers is designed with solu- brass.
  • This embodiment is preferred, for example, when the carrier body is designed with smooth and corrugated layers, in which case in particular the smooth layers are executed with holes and the corrugated layers provide passages with guide surfaces or indentations.
  • at least 30% of a closed ply surface is to be made with holes, it is intended to illustrate how many such holes are to be provided per ply.
  • the sum of the open hole cross-sections should not exceed a value of 50% of the closed layer surface.
  • the closed layer surface relates in particular to the layer surface of the layer, if no openings were provided.
  • a carrier body in which the flow path is designed so that a gas flowing therethrough is turbulent over at least 80% of the length of the flow path.
  • the majority and very particularly preferably all flow paths of the carrier body are preferably designed accordingly.
  • the use of the coating according to the invention has proven itself.
  • a method for producing a carrier body with an overall surface comprising at least one coating section with a catalytically active coating which comprises at least the following steps:
  • the method is suitable in particular for the production of a carrier body previously described in accordance with the invention, to which extent reference may always be made to these explanations.
  • Step a) comprises, in particular, the provision of a metallic honeycomb body which is formed with at least one at least partially structured film.
  • Step b) is stirred in particular in the manner already explained above.
  • the carrier body can be at least partially disassembled and / or combined with other components.
  • thermal treatments oxidation, heating, etc.
  • welding, brazing, gluing, etc. can be carried out. It is also possible to repeat steps b) and c) until there is a desired pressure loss increase, before starting with step d).
  • step b) it is not absolutely necessary to carry out step b) in view of mass production of such carrier bodies; In the case of established boundary conditions, it can be assumed that the carrier bodies from step a) always result in the same pressure loss and step c) the same pressure loss increase and therefore these characteristic values no longer have to be determined individually.
  • step c) comprises at least one of the following processes: c) mechanical surface treatment, c2) surface oxide formation, c3) surface coating, c4) nanotechnology surface application of material (35).
  • the process c1) includes, for example, an abrasive treatment of the surface (grinding, scratching, etc.); Step c2) relates in particular to the cultivation of aluminum oxides, as already explained above.
  • the processes c1) and c2) relate primarily to processing steps which relate to a change in the roughness profile of the base material of the carrier body itself, while the processes c3) and c4) relate to the application of a (like) additional material.
  • coating processes known in the field of catalytic converters and the application processes described above for micro or nanotechnology can be used.
  • FIGS. 1 a perspective view of a layer 3 to the invention for an embodiment variant of the OF INVENTION ⁇ carrier body
  • FIG. 3 shows a first exemplary embodiment of a layer with a coating
  • FIG. 5 shows a third exemplary embodiment of a layer with a coating
  • FIG. 7 is a perspective view of another embodiment variant of a support body according to the invention in detail.
  • Fig. 1 shows in perspective a first embodiment of a layer 3, which is provided with a wave structure which limits at least partially flow paths 4.
  • the flow paths 4 have a length 19, wherein a substantially straight-line, parallel alignment of the flow paths 4 is provided in the illustrated embodiment variant.
  • a specifiable re- Holerenfall 20 are each passages 6 in the layer 3 forming corrugated noble ⁇ steel foil 17 is provided. As illustrated by means of the flow path 4 shown in the middle, these passages 6 permit a transgression into other flow paths 4, either only via the guide surfaces 21 pushed in upwards or downwards, or even through the adjacent openings through the layer 3.
  • the exhaust gas stream strikes the guide surface 21 arranged in the flow path 4, which narrows the minimum cross section of the flow path 4 significantly.
  • a large part of the partial exhaust gas stream located in the flow path 4 is deflected upward, at which point a (not shown here) fabric of metallic Drahtf ⁇ lamenten is preferably provided, which then filters and cleans the exhaust gas flowing therethrough.
  • the dynamic pressure builds up only as long as an alternative for the exhaust gas is created. This can be recognized by the arrows on the left, dashed lines.
  • the guide surface 11 does not completely close the flow path 4, so that there is also a side stream (dashed arrows on the right in Fig. 1) is possible.
  • FIG. 2 illustrates a variant embodiment of a carrier body 1, wherein a plurality of smooth and structured layers 3 are wound in an S-shape with one another and arranged in a housing 27.
  • the layers 3 are smooth Stainless steel foils 16 and corrugated stainless steel foils 17 are formed. Between the glat ⁇ th and corrugated stainless steel foil now form substantially parallel from zuein ⁇ other extending channels or flow paths. 4
  • the boundaries of the flow paths 4 through the stainless steel foils 16, 17 result in a total of the total support surface 7 or also called "GSA".
  • FIG. 3 now illustrates in a detail a first embodiment variant of a coating 2 which is formed on a layer 3.
  • the coating 2 has a total coating thickness 9 of at most 10 microns. It is formed with an outer boundary layer 11, which is directly in contact with the exhaust gas and has a boundary layer thickness 12 of at most 1 ⁇ m. In this surface boundary layer 11, substantially all noble metal catalysts 10 are arranged. Between the surface boundary layer 11 and the layer 3, a porous storage layer 13 is also provided.
  • This storage layer may, for example, with gamma-Al 2 O 3 (washcoat) or a mixture of gamma-Al 2 ⁇ 3 with CeO and other oxides may be formed, wherein the layer thickness is to be chosen correspondingly smaller.
  • Fig. 4 another exemplary embodiment of the coating 2 is shown, wherein the layer 3 is formed with a smooth stainless steel foil 16 having a corresponding proportion of aluminum.
  • a surface oxide 18 is formed by a corresponding thermal treatment.
  • the surface oxide 18 increases the surface roughness of the smooth stainless steel foil 16, so that the noble metal catalyst 10 can be permanently placed.
  • the noble metal catalysts 10 were listed directly on the layer 3.
  • the boundary layer thickness 12 of the surface boundary layer 11 ie in particular the layer of the coating in which the noble metal catalyst 10 is arranged
  • the entire coating thickness 9 to a few nanometers limited. It is preferred that the noble metal catalysts 10 are arranged evenly distributed in the coating section or on the layer surface 24.
  • a hole 22 with a large hole cross-section 23 is provided ⁇ . As a result, a flow exchange through the layer 3 itself is made possible.
  • Fig. 6 is shown schematically and as a detail of an embodiment of the flow path 4.
  • the carrier body is formed by an alternating arrangement of knitted fabrics 14 and a corrugated stainless steel foil 17.
  • the flow path 4 is designed with a minimum cross section 5 (hatched) of at least 0.5 mm. With regard to the determination of the minimum cross-section 5, the guide surfaces 21 projecting into the flow path 4 are not taken into account, but instead the entire cross-section is used at this point, as it exists in large sub-regions of the flow path.
  • the knitted fabrics 14 have wire filaments 15, which are designed, for example, with a thickness of 15 to 50 ⁇ m [micrometers].
  • the knitted fabrics advantageously have a weight per unit area of 200 to 1000 g / m 2 [grams per square meter] and a height between 0.1 and 0.5 mm [millimeters].
  • the individual wire filaments 15 are welded together, a corresponding or similar connection is advantageously also provided between the knitted fabric 14 and the corrugated stainless steel foil 17.
  • the noble metal catalyst 10 is provided for activating a catalytic conversion of by-passing pollutants in the exhaust gas.
  • Fig. 7 illustrates a further embodiment of a carrier body 1 in a perspective view and in detail.
  • the carrier body is in turn connected with corrugated layers 3 formed, between which a knitted fabric 14 is provided.
  • the layers 3 are provided with guide surfaces 21 for fluidic influencing of the exhaust gas, which usually flows through in the main flow direction 14 through the carrier body 1 (as well as entrained particles 29).
  • the smooth layer disposed therebetween comprises a composite material comprising a section of smooth stainless steel foil 16 and another section of knitted fabric 14.
  • the two components are advantageously connected to one another by joining technology, in particular by welding.
  • the smooth stainless steel foil 16 forms a coating section 8, that is, where the catalytically active material is provided there.
  • the knitted fabric 14 is designed without a corresponding coating. Both in the smooth stainless steel foil 16 and in the knit 14 further holes 22 or (not shown) passages may be provided.
  • Fig. 8 now illustrates a particularly preferred application of the carrier body described here as exhaust treatment unit 25 in a vehicle 26.
  • the exhaust gas generated in an internal combustion engine 30 is passed through a corresponding exhaust system 31, for example, several exhaust gas treatment units 25 flows through with such a carrier body before it is finally released cleaned to the environment.
  • such carrier bodies can also be used in stationary combustion power plants, working machines, handheld devices and the like.
  • the catalyst elements 32 are dispersedly distributed on a surface of the carrier body 1, the catalyst elements 32 having an average size 33 of advantageously less than 10 nm to have. They are with each other a distance 34 in the region larger than the size 33 of the catalyst element 32 is arranged.
  • FIG. 10 illustrates once again in another way the disperse arrangement of the catalyst elements 32 a mean distance 34 along the surface 35, which should be at least 3 micrometers.
  • the surface also has an average roughness R z of about 6 microns, which is formed here with a surface oxide 18 of a smooth stainless steel foil 16.
  • the roughness profile according to the invention now ensures a sufficient distance between the catalyst elements 32 to one another, so that even with the increased concentration of the catalyst elements 32 on the surface 35, a merger is avoided and efficient implementation of the exhaust gas pollutants is ensured.
  • additional advantages can be achieved also in view of the manufacturing cost of such a carrier body due to the reduced amount of the coating material.

Abstract

Trägerkörper (1) mit einer Gesamtoberfläche (7) aufweisend zumindest einen Be- Schichtungsabschnitt (8) mit einer katalytisch aktiven Beschichtung (2) umfassend wenigstens eine Art Katalysatorelemente (32), die dispers an einer Oberfläche (35) des Trägerkörpers (1) angeordnet sind, wobei: - die Katalysatorelemente (32) einen mittleren Abstand (34) entlang der Oberfläche von mindestens 3 Mikrometer aufweisen, - die Oberfläche (35) eine mittlere Rauhtiefe R<SUB>z</SUB> von 2 bis 10 Mikrometern hat, und - der Trägerkörper (1) gegenüber einem Trägerkörper mit glatter oder unbe schichteter Oberfläche (35) eine maximale Druckverlusterhöhung von 25 % aufweist.

Description

Trägerkörper zur Abgasnachbehandlung mit disperser Katalysatoranordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trägerkörper für eine katalytisch aktive Beschichtung. Solche Trägerkörper werden insbesondere zur Nachbehandlung von Abgasen in Fahrzeugen eingesetzt.
Neben anderen Erscheindungformen, sind solche Trägerkörper insbesondere so gestaltet sein, dass dieser mit zumindest einer wenigstens teilweise strukturierten Lage aus einem gasundurchlässigen Material aufgebaut ist, so dass eine Vielzahl von Strömungswegen mit einem Mindestquerschnitt von 0,5 mm vorliegt, wobei zumindest die Mehrheit der Strömungswege mit mehreren Durchlässen hin zu mindestens einem benachbarten Strömungsweg ausgeführt sind. Die Effektivität solcher Trägerkörper im Hinblick auf die Konvertierung von im Abgas enthaltenen Schadstoffen wird von einer Vielzahl unterschiedlicher Kriterien beeinflusst. Zwei wesentliche Forderungen sind dabei ein effektiver Stofftransport der Schadstoffe hin zur katalytisch aktiven Beschichtung sowie ein geringer Gegendruck, der im Abgasstrom aufgrund des Durchströmens des Trägerkörpers erzeugt wird. Es hat sich gezeigt, dass für einen verbesserten Stofftransport mit einem gewünschten Gegendruck die Strömungsmechanismen des Abgases innerhalb des Trägerkörpers beeinflusst werden müssen. Dabei hat sich herausgestellt, dass eine turbulente Strömung im Inneren der Kanäle bzw. Strömungswege zu einer deutlichen Erhöhung des Stoffübergangs führt. Durch die Ausbildung turbulenter Strö- mungen wurden Stofftransportkoeffizienten erreicht, die um eine ganze Größenordnung höher gegenüber den von anderen Trägerkörpern liegen.
Um eine weitere Effektivitätssteigerung in der Abgasbehandlung zu erreichen, wurde ein radialer Queraustausch der Teilabgasströmungen von einem Kanal zu anderen Kanälen im Katalysator ermöglicht, so dass bislang ungenutzte Oberflächen effektiver ausgenutzt werden konnten. Diesen Strömungsausgleich lassen z. B. perforierte Metallfolien zu. Bei diesen Folien werden sowohl die glatten als auch die gewellten Folien mit Löchern mit einem großen Lochdurchmesser verse¬ hen, der insbesondere größer als der Durchmesser des Kanals ist. Durch diese Löcher wird die Kanalwand unterbrochen und die gewünschte Wechselwirkung zwischen den einzelnen Teilabgasströmungen geschaffen.
Die veränderten Strömungsbedingungen für das Abgas im Inneren des Trägerkörpers führen jedoch zu veränderten Bedingungen hinsichtlich der chemischen Reaktionen zur Umwandlung der Schadstoffe. Es wurde erkannt, dass trotz des deut- lieh verbesserten Stoffaustauschs zwischen dem Abgas und der Beschichtungs- oberfläche nicht immer die gewünschte Reinigungswirkung bzw. Umsatzrate erzielt wurde.
Deshalb ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Trägerkörper angegeben werden, dessen Beschichtung auf die turbulenten Strömungsverhältnisse im Inneren des Trägerkörpers ausgerichtet ist und eine effektivere Umsetzung von Schadstoffen im Abgas ermöglicht. Des Weiteren soll ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Katalysator-Trägerkörpers an- gegeben werden, mit dem eine besonders gleichmäßige Beschichtung erzielt werden kann, so dass diese nur geringen Einfluss auf das Strömungsverhalten des Abgases im Betrieb hat.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Trägerkörper gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind insbesondere in den jeweils abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Der erfindungsgemäße Trägerkörper hat eine Gesamtträgerfläche aufweisend zu¬ mindest einen Beschichtungsabschnitt mit einer katalytisch aktiven Beschichtung und umfasst wenigstens eine Art Katalysatorelemente, die dispers an einer Ober¬ fläche des Trägerkörpers angeordnet sind, wobei: - die Katalysatorelemente einen mittleren Abstand entlang der Oberfläche von mindestens 3 Mikrometer [μm] aufweisen, die Oberfläche eine mittlere Rauhtiefe R2 von 2 bis 10 Mikrometern [μm] hat, und der Trägerkörper gegenüber einem Trägerkörper mit glatter und unbeschich- teter Oberfläche eine maximale Druckverlusterhöhung von 25 % aufweist.
Bei der Gestaltung des Trägerkörpers kann von einer Vielzahl unterschiedlicher Konzepte Gebrauch gemacht werden. So können beispielsweise für ein Gas durchströmbare Monolithen gebildet sein, die eine definierte Anzahl, Position etc. von Strömungspfaden aufweisen, es ist jedoch auch möglich, dass der Monolith mit einer zufälligen (chaotischen) Hohlraumstruktur z.B. nach Art eines Schaumes oder dergleichen ausgebildet ist. Regelmäßig wird der Trägerkörper von einem Gasstrom durchdrungen, wobei dieser an einer Seite ein- und an einer (anderen) Seite wieder austritt. Der Gasstrom wird dabei durch die die Strömungspfade und/oder die Hohlraumstruktur begrenzenden Materialoberflächen geleitet. Die Gesamtträgerfläche umfasst die Oberfläche dieser Wände der Strömungspfade bzw. die innen liegenden Materialoberflächen, und stimmt im Wesentlichen mit der so genannten „geometrischen Oberfläche" (GSA) des Trägerkörpers überein.
Zumindest ein Teil dieser Gesamtträgerfläche ist beschichtet. Es ist auch möglich, dass mehrere (unterschiedliche) Beschichtungsabschnitte vorgesehen sind. Mit dem Begriff "Katalysatorelement" sollen insbesondere partikel artige Gebilde beschrieben sein, denen eine mittlere Größe zuordenbar ist. Die äußere Gestalt der Katalysatorelemente ist anwendungsspezifisch auswählbar, wobei eine in etwa kugelförmige Gestalt bevorzugt ist. Diese Katalysatorelemente sind nun dispers auf der Oberfläche (also dem Teil der Gesamtträgerfläche, der im Beschichtungs- abschnitt angeordnet ist) angeordnet, was im Wesentlichen bedeuten soll, dass keine flächig geschlossene Beschichtung vorliegen soll. Vielmehr sind die Kataly¬ satorelemente zumindest teilweise, bevorzugt aber vollständig einzeln an bzw. auf der Oberfläche appliziert.
Die Anordnung der Katalysatorelemente erfolgt erfindungsgemäß so auf Oberfläche, dass diese einen mittleren Abstand entlang der Oberfläche von mindestens 3 μm aufweisen, bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 9 μm. Mit Bezug auf den mittleren Abstand ist Folgendes zu beachten: Gemeint ist hiermit zunächst ein gemittelter Wert, wie er in einem repräsentativen Bereich des Beschichtungsab- schnitts vorliegt. Des Weiteren bezieht sich der Abstand auf eine Angabe entlang der Oberfläche, nicht auf eine reine Entfernungsangabe. Der mittlere Abstand entlang der Oberfläche ist vergleichbar mit dem Weg, den der Abgasstrom von einem Katalysatorelement bis hin zu einem benachbarten Katalysatorelement ent- lang der Oberfläche strömen muss. Je nach Größe des Katalysatorelements sollte der mittlere Abstand zumindest im Bereich der Größe (1 x D) des Katalysatorelements bis zum Zwanzigfachen (20 x D) der Größe (D) des Katalysatorelements liegen. Damit wird insbesondere vermieden, dass sich die dispers verteilten Katalysatorelemente bei Umgebungsbedingungen mit hohen Temperaturen zusam- menschließen und demzufolge die katalytisch aktive Oberfläche reduziert wird.
Um gegen dieses Zusammenschließen von Katalysatorelementen besonders effektiv zu verhindern, wird weiter gefordert, dass die Oberfläche eine mittlere Rauhtiefe Rz von 2 bis 10 μm, insbesondere von 3 bis 6 μm, hat. Die mittlere Rauhtie- fe Rz bezieht sich zumindest auf einen repräsentativen Bereich des Beschich- tungsabschnitts, gegebenenfalls auch auf die gesamte Oberfläche. Bei gewalzten Oberflächen ist insbesondere die mittlere Rauhtiefe längs zur Walzrichtung heranzuziehen. Unter der mittleren Rauhtiefe Rz wird das arithmetische Mittel aus einer Mehrzahl von (in der Regel 5) Einzelrauhtiefen verstanden, die den Abstand zweier Parallelen innerhalb einer Einzelmessstrecke eines Rauheitsprofils am höchsten und am niedrigsten Punkt berühren. Bei diesem Rauheitsprofil werden mittels der Rauheitsspitzen Barrieren bereit gestellt, die zunächst eine bevorzugte Lage der Katalysatorelemente zur Folge haben kann, insbesondere aber auch ei¬ nen Zusammenschluss der Katalysatorelemente behindern, gleichwohl aber ein Großteil der Außenfläche der Katalysatorelemente für eine effektive chemische Reaktion an der Oberfläche zur Verfügung steht. Dabei ist insbesondere eine gleichmäßige Ausgestaltung des Rauheitsprofils zumindest im Beschichtungsab- schnitt gewünscht.
Zu diesem Zweck wird auch verlangt, dass der Trägerkörper gegenüber einem Trägerkörper mit glatter oder unbeschichteter Oberfläche eine maximale Druckverlusterhöhung von 25 %, insbesondere von maximal 15 %, aufweist. Dies kann auch daraufhinweisen, dass die Rauhtiefe Rz im Wesentlichen mit geringen Toleranzen einheitlich ausgeführt ist, so dass sich ein im Beschichtungsabschnitt gleichmäßiges Umsetzungsverhalten auch bei langzeitigem Einsatz des Träger- körpers aufrecht erhalten lassen kann. Darüber hinaus wird aber auch sichergestellt, dass sich der hydraulische Durchmesser der Strömungspfade infolge der Ausbildung des Rauheitsprofiles so verkleinert, dass das (insbesondere turbulente) Strömungsverhalten des Abgases negativ beeinflusst wird. Damit wird also insbesondere angegeben, dass die Ausbildung des Rauheitsprofiles auf sehr wandnahe Bereiche begrenzt ist.
Mit einer glatten bzw. unbeschichteten Oberfläche ist insbesondere die Oberflächengüte der zum Einsatz gelangenden Materialien gemeint, die regelmäßig eine mittlere Rauhtiefe Rz (längs der Walzrichtung) im Bereich von höchstens 1 μm (glatt) aufweisen. Zumindest kann ein Trägerkörper mit einer solchen Oberfläche als Referenz herangezogen werden. Zur Bestimmung der Druckverlusterhöhung ist der Referenz-Trägerkörper oder der Trägerkörper mit glatter bzw. unbeschichteter Oberfläche von Abgasen einer Temperatur von 900°C mit einem Massenstrom von 550 kg/h zu durchströmen, wobei der Druck in der Test-Abgasanlage hinter dem Trägerkörper 1,25 bar beträgt. Dabei wird nun der Druckabfall über den Trägerkörper bestimmt. So ergibt sich beispielsweise für einen Trägerkörper aus metallischen Folien nach Art eines Wabenkörpers mit einer Länge von 118 mm, einem Durchmesser von 110 mm und mit einer Kanaldichte von 400 cpsi (cells per Square inch) ein Druckverlust von ca. 69 mbar. Zur Überprüfung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Oberfläche wird der gleiche Trägerkörper mit dem geforderten Rauheitsprofil dieser Prozedur unterzogen, wobei infolge der Rauheitsprofil und/oder der Beschichtung ein größerer Druckabfall festgestellt werden kann. Die hierbei auftretende Druckverlusterhöhung ist jedoch auf maximal 25 % zu begrenzen, so dass bei Überschreiten dieser Grenze zum Beispiel ein gleichmäßigeres Rauheitsprofil und/oder eine geringere Beschichtungsdicke vor- zusehen ist.
Es wurde im Rahmen der Erfindung erkannt, dass bei Trägerkörpem, die in besonderem Maße eine turbulente Strömung des Gases im Inneren bewirken, die üblicherweise in Tieferen Bereichen der Beschichtung angeordneten Katalysator- demente aufgrund des langsamen Stofftransportes (Diffusion) nicht mehr erreicht werden. Deshalb wurde eine Applikation der Katalysatorelemente an der Oberfläche angestrebt. Dafür wird eine ausreichend große, dauerhaft existente Kontaktfläche der Katalysatorelemente mit dem zu reinigen Abgasstrom sichergestellt sein, indem die Anordnung der Katalysatorelemente mit einem Abstand gefordert wird, wobei das Rauheitsprofil Barrieren für einen Kontakt der Katalysatorelemente bilden. Damit kann z.B. effektiv verhindert werden, dass sich die Katalysatorelemente während des Einsatzes hinsichtlich ihrer Gestalt so verändern, dass benachbarte Katalysatorelemente sich miteinander vereinen. Das hätte zur Folge, dass sich die mittlere Größe des Katalysatorelements signifikant verändert, sich ein ungünstigeres Verhältnis von Volumen zu Oberfläche des Katalysatorelement ergeben und sich somit die Effektivität des Katalysator-Trägerkörpers reduzieren würde. Dem wird hier entgegengewirkt.
Des Weiteren ist vorteilhaft, dass die Katalysatorelemente in einer Menge von 0,2 bis 2,0 Gramm pro Quadratmeter [g/m2] der Gesamtträgerfläche angeordnet sind.
Die Menge von 0,2 bis 2,0 g/m2 [Gramm pro Quadratmeter] der Gesamtträgerflä- che ist insbesondere auf die Abgasbehandlung mobiler Verbrennungskraftmaschi¬ nen ausgelegt, z.B. für eine Reinigung von Benzin- oder Dieselabgasen. Ganz besonders bevorzugt ist ein Bereich von 0,4 bis 0,8 g/m2 für den Edelmetall- Katalysator Platin. Wird die Beladung geringer gewählt, könnte bei einer ungüns- tigen Zusammensetzung des zu reinigenden Abgases unter Umständen eine unzu¬ reichende Umsetzung der Schadstoffe auftreten. Bei einer über den angegebenen Bereich hinausgehenden Beladung kann es zu Überlagerungen der Edelmetall- Katalysatoren kommen, so dass keine weitere Steigerung der katalytischen Aktivität sondern nur der Herstellungskosten eintritt.
Bevorzugt ist, dass die Art Katalysatorelemente einen Edelmetall-Katalysator aus der Gruppe Platin, Palladium und Rhodium umfasst. Insbesondere bei diesen Katalysatorelementen liegt die mittlere Größe des Katalysatorelements bevorzugt im Bereich von 5 bis 10 Nanometer [nm],
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Trägerkörpers für eine katalytisch aktive Beschichtung, ist dieser mit zumindest einer wenigstens teilweise strukturierten Lage aus einem gasundurchlässigen Material aufgebaut ist, so dass eine Vielzahl von Strömungswegen mit einem Mindestquerschnitt von 0,5 Quadratmil- limeter [mm2] vorliegt, wobei zumindest die Mehrheit der Strömungswege mit mehreren Durchlässen hin zu mindestens einem benachbarten Strömungsweg ausgeführt.
Demnach ist der Trägerkörper bevorzugt ein so genannter Wabenkörper, dessen Strömungswege mit einer Vielzahl von im Wesentlichen gerade verlaufenden, parallel zueinander angeordneten Kanälen gebildet sind. Diese Strömungswege bzw. Kanäle können mit einer oder mehreren Lagen aus einem gasundurchlässigen Material gebildet sein. Dabei ist es sowohl möglich, dass vollständig strukturierte und/oder vollständig glatte Lagen vorgesehen sind, es sind jedoch auch Mischlagen mit teilweise ausgebildeten Strukturen möglich. Bezüglich des gasundurchlässigen Materials ist anzumerken, dass dieses regelmäßig ein hochtempera- turfestes und korrosionsbeständiges Material ist. Dabei können sowohl (nicht¬ poröse) Keramiken, wie z.B. Metalloxide, als auch Metalle zum Einsatz gelangen, die diesen Bedingungen standhalten.
Des Weiteren wird hier ausgeführt, dass die Strömungswege mit einem Mindest¬ querschnitt von 0,5 mm2 vorgesehen sind. Damit ist insbesondere gemeint, dass es sich hierbei nicht um Poren und/oder undefinierbare, chaotisch verlaufende Strömungswege handelt, sondern vielmehr im Wesentlichen klar abgrenzbar voneinander ausgestaltete Strömungswege vorliegen. Ganz besonders bevorzugt ist der Mindestquerschnitt mindestens 0,8 mm2 oder sogar 1,0 mm2 groß. Zusätzlich sei angemerkt, dass sich dieser Mindestquerschnitt auf einen Mittelwert über die gesamte Länge des Strömungsweges bezieht, wobei den Mindestquerschnitt lokal reduzierende Einbauten (Eindellungen, Leitschaufeln, etc.) nicht berücksichtigt werden. Dabei betrifft der Mindestquerschnitt bevorzugt gerade den Bereich der Strömungswege, in denen keine Einbauten, Leitflächen, Strömungswegverengungen und dergleichen vorliegen.
Ferner weist die Mehrheit der Strömungswege mehrere Durchlässe hin zu mindestens einem benachbarten Strömungsweg auf. Vorteilhafterweise sind alle Strö- mungswege mit mehreren Durchlässen versehen. Die Durchlässe können eine Verbindung hin zum direkt benachbarten Strömungsweg realisieren, beispielsweise in dem die Durchlässe der Lage selbst ausgebildet sind und damit ein Durchströmen von Abgas hin zu direkt benachbarten Strömungsweg erlaubt. Es ist alternativ oder kumulativ aber auch möglich, dass die Durchlässe durch reine Ver- formung der Lage erzeugt sind, wobei beispielsweise der direkt benachbarte Kanal übersprungen und in den übernächsten Strömungsweg eingedrungen werden kann. Die Durchlässe haben die Funktion, dass in einer bevorzugten Hauptströmungsrichtung durch den Trägerkörper hindurchströmendes Abgas quer dazu abzulenken bzw. zu verwirbeln, so dass das Abgas bzw. die Teilabgasströme den Strömungsweg mehrmals wechseln können. Nun wird auch vorgeschlagen, dass zumindest ein Beschichtungsabschnitt der Gesamtträgerfläche mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehen ist. Der Beschichtungsabschnitt kann Teil einer Lage sein, bevorzugt ist jedoch, dass der gesamte Trägerkörper über einen Abschnitt seiner axialen Erstreckung einen sol- chen Beschichtungsabschnitt aufweist. Das heißt mit anderen Worten auch, dass alle Strömungswege in einem (bezüglich des Trägerkörpers im gleichen Abschnitt seiner axialen Erstreckung liegenden) Längenabschnitt mit einer Beschichtung versehen sind. So ist vorstellbar, dass ein Beschichtungsabschnitt von beispielsweise höchstens 30 mm oder sogar nur 20 mm ausgehend von der Stirnseite des Trägerkörpers in dessen Tiefe hinein katalytisch aktiv ist. Es ist aber auch möglich, dass beispielsweise die gesamte Gesamtträgerfläche mit einer katalytisch aktiven Beschichtung ausgeführt ist.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung des Trägerkörpers weist dieser zu- mindest einen Beschichtungsabschnitt der Gesamtträgerfläche auf, der mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehen ist, die eine Beschichtungsdicke von höchstens 15 Mikrometer [μm] hat. Es wurde herausgefunden, dass die sonst üblichen Diffusionsvorgänge zur Umsetzung von Schadstoffen im Abgas in Folge der turbulenten Strömungen im Inneren des Trägerkörpers nicht mehr in der gewohn- ten Art und Weise stattfinden. Die signifikante Reduzierung der Beschichtungsdicke hat einerseits einen vergrößerten hydraulischen Durchmesser des Strömungsweges zur Folge, so dass ein geringerer Druckverlust bezüglich des Durchströ- mens des Trägerkörpers von Abgas erreicht wird. Zum anderen kann die Beschichtung nunmehr mit einer angepassten Verteilung der katalytisch aktiven Be- reiche nahe der Oberfläche ausgeführt seih, so dass dort die katalytische Umsetzung der Schadstoffe weiter verbessert werden kann. Je nach Anwendungsfall bzw. nach Art des Strömungsweges und/oder der Zusammensetzung des Abgases kann die Beschichtungsdicke noch deutlich reduziert werden, beispielsweise auf höchstens 8 μm oder auf höchstens 1 μm. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Trägerkörpers ist zumindest ein E- delmetall-Katalysator aus der Gruppe Platin, Palladium und Rhodium nur in einer Oberflächengrenzschicht mit einer Grenzschichtdicke von höchstens 1 Mikrome¬ ter [μm] vorgesehen. Das heißt mit anderen Worten, dass der Edelmetall- Katalysator praktisch nur auf der Oberfläche der Beschichtung vorgesehen ist. Vorteilhafterweise kann die Grenzschichtdicke noch kleiner ausgeführt sein, beispielsweise höchstens 0,1 μm. Die Begrenzung der Grenzschichtdicke veranschaulicht demnach, wie reaktionsfreudig die Oberflächengrenzschicht ist, wobei eine Dotierung von Edelmetall-Katalysatoren tief im (inaktiven) Inneren vermie- den wird.
Gemäß einer Weiterbildung des Trägerkörpers umfasst die Beschichtung eine poröse Speicherschicht, wobei in dem zumindest einen Beschichtungsabschnitt zwischen 5 und 30 Gramm pro Quadratmeter [g/m2] davon vorgesehen ist. Ganz besonders bevorzugt ist ein Bereich von 10 bis 20 g/m2. Die poröse Speicherschicht stellt insbesondere eine Sauerstoffspeicherfähigkeit bereit, die beispielsweise durch so genannten Washcoat [mit Al2O3] bzw. Ceroxid [CeO] realisiert ist. Solche Speicherschichten werden insbesondere dann eingesetzt, wenn die zu reinigenden Abgase nur wenig Sauerstoff aufweisen, so dass er für die jeweiligen chemischen Reaktionen in der Speicherschicht bevorratet wird. Diese Speicherschicht hat vorteilhafterweise eine Beschichtungsdicke von höchstens 10 μm [Mikrometer], vorzugsweise nur 6 μm, wobei sie ggf. im Wesentlichen frei von Edelmetall-Katalysatoren ist. Für den Fall, dass das Abgas eines Dieselmotors zu behandeln ist, wird eine Speicherschicht umfassend ein Zeolith als Kohlenwas- serstoff-Speicher vorgeschlagen, im Fall eines Benzinmotors ein Sauerstoff- Speicher (Cer/Zirkonoxid).
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn mehr als 2 Schichten vorgesehen sind, z.B. eine Oberflächengrenzschicht mit einem Edelmetall-Katalysator mit dem angege- benen Abstand zueinander, eine anwendungsorientierte Speicherschicht und eine dazwischen angeordnete Sperrschicht, die eine unerwünschte Interaktion der Ab¬ gaskomponenten in der Oberflächen- und der Speicherschicht verhindern.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau der Beschichtung selbst, also die An- Ordnung und Gestalt der Beschichtungskomponenten von beachtlicher Relevanz sein kann, so dass es vorteilhaft angesehen wird, diese Beschichtung mittels der so genannten Mikrotechnik und/oder Nanotechnologie aufzubauen bzw. auf dem Trägerkörper zu applizieren. Die Mikrotechnik (auch Mikrostrukturtechnik) be- fasst sich mit Verfahren zur Herstellung von Körpern und geometrischen Struktu- ren mit Dimensionen im Mikrometerbereich (0,1 μm - 1000 μm). Nanotechnologie wird zum Beispiel als Sammelbegriff für eine breite Auswahl von Technologien verwendet, die sich der Produktion von Gegenständen und Strukturen widmen, die kleiner als 100 Nanometer (ran) sind. Mit diesen Verfahren lassen sich die Beschichtungen gezielter und definierter aufbauen.
Gemäß einer Weiterbildung des Trägerkörpers sind die Strömungswege zumindest teilweise mit einem Gestrick aus Drahtfilamenten begrenzt. Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der der Trägerkörper mit einer vorgegebenen Anzahl von vollständig strukturierten Lagen und einer entsprechenden Anzahl von Gestricken aus metallischen Drahtfilamenten gebildet ist, wobei die strukturierten Lagen und die Gestricke abwechselnd zueinander angeordnet sind. Die Struktur der Lage bildet dabei zusammen mit dem Gestrick Begrenzungen bzw. Wände für die Strömungswege. In Anbetracht der Tatsache, dass die Lage aus einem gasundurchlässigen Material aufgebaut ist, kann beispielsweise ein Filtern der durch die Strömungswege hindurchströmenden Teilgasströme dadurch bewirkt werden, dass mit der strukturierten Lage Querschnittsverengungen der Strömungswege erzeugt werden, die ein zumindest teilweises Eindringen des Teilgasstromes in das Gestrick oder sogar dort hindurch bewirkt wird. In Anbetracht der Tatsache, dass die einzelnen Komponenten des Trägerkörpers regelmäßig sehr beachtlichen thermischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, ist es vorteilhaft, sowohl die Lage als auch die Gestricke aus einem gleichen Material herzustellen. Klarstellend sei darauf hingewiesen, dass der Begriff "Gestrick" hier als überge¬ ordneter Begriff für verschiedene Arten eines Verbundes von Drahtfilamenten verstanden wird: Gewirr, Gewebe, Gewirk, Vlies, etc., wobei diese miteinander zusammen verharkt, verschweißt, verlötet, versintert etc. sein können.
Auch unter diesem Gesichtspunkt wird weiter vorgeschlagen, dass die zumindest eine wenigstens teilweise strukturierte Lage eine Edelstahlfolie umfasst. Damit ist insbesondere eine Metallfolie gemeint, die ca. 18-22 Gew.-% Chrom, etwa 4,5 - 6 Gew.-% Aluminium, Zusätze von Titan, Yttrium und Zirkon zwischen etwa 0,04 und 0,08 Gew.-% sowie Eisen als Basis aufweist. Dieses hochtemperaturfeste und korrosionsbeständige Material hat sich bereits für bekannte Katalysator- Trägerkörper im Automobilbereich bewährt.
Bei so geringen Beschichtungsdicken ist es zur Gewährleistung einer hohen Le- bensdauer des Trägerkörpers vorteilhaft, wenn eine sichere Fixierung der Be- schichtung an der Edelstahlfolie und/oder dem Gestrick sichergestellt ist. Deshalb wird auch vorgeschlagen, dass zumindest die Drahtfüamente oder die Edelstahlfolie im zumindest einen Beschichtungsabschnitt eine Rauhtiefe Rz im Bereich von 2 bis 6 μm [Mikrometer] aufweisen. Für den Fall, dass beispielsweise eine Spei- cherschicht auf der Edelstahlfolie bzw. den Drahtfilamenten vorgesehen ist, liegt die Rauhtiefe vorteilhafterweise im Bereich von 2 bis 3 μm. Sollte auf eine solche Speicherschicht verzichtet werden und eine direkte Dotierung der Katalysatoren auf der Oberfläche der Drahtfilamente und/oder der Edelstahlfolie vorgenommen werden, so liegt die Rauhtiefe der Drahtfilamente und/oder der Edelstahlfolie im Bereich von 3 bis 6 μm.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass zumindest die Drahtfilamente oder die Edelstahlfolie Aluminium als Bestandteil umfasst, das im zumindest einem Beschichtungsabschnitt als Oberflächenoxid ausgebildet ist. Bevorzugt ist, dass so- wohl die Drahtfilamente als auch die Edelstahlfolie mit einem Aluminiumoxid auf der Oberfläche ausgebildet sind. Damit ist insbesondere gemeint, dass die Edel- stahlfolie bzw. die Drahtfilamente thermisch behandelt werden, so dass aus dem im Metall befindlichen Aluminium auf der Oberfläche Aluminiumoxid gebildet wird.
Ein geeignetes Oberflächenoxid (wie insbesondere so genannte gamma- oder teta- A12O3) kann beispielsweise für die nachfolgend spezifizierten Edelstahlfolien dadurch erreicht werden, dass die Edelstahlfolie mit einer Dicke von 50 μm [Mikrometer] 70 Stunden bei 900°C an Luft oder bei 925°C an einem Gasgemisch bestehend aus Argon sowie 4 Gew.-% H2 und 7 Gew.-% H2O behandelt wird. Bei den untersuchten Edelstahlfolien handelt es sich einmal um das Material „Fecral- loy" (Fe: 72,3 Gew.-%; Cr: 22,0 Gew.-%; Al: 5,10 Gew.-%; Si: 0,42 Gew.-%; Hf: kleiner 0,01 Gew.-%; Mg: 0,003 Gew.-%; Mn: 0,10 Gew.-%; Ti: 0,051 Gew.-%; Y: 0,074 Gew.-%; Zr: 0,077 Gew.-%; C: 0,048 Gew.-%; S: kleiner 0,001 Gew.- %; N: 0,0180 Gew.-%; O: 0,0160 Gew.-%) bzw. „Aluchrom YHf (Fe: 72,0 Gew.-%; Cr: 20,5 Gew.-%; Al: 5,39 Gew.-%; Si: 0,29 Gew.-%; Hf: 0,026 Gew.- %; Mg: 0,008 Gew.-%; Mn: 0,12 Gew.-%; Ti: 0,005 Gew.-%; Y: 0,041 Gew.-%; Zr: 0,055 Gew.-%; C: 0,035 Gew.-%; S: 0,002 Gew.-%; N: 0,0034 Gew.-%; O: 0,0086 Gew.-%). Der Edelmetall-Katalysator wurde nach Ausbildung der Oberflächenoxide aufgetragen.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung des Trägerkörpers ist zumindest ein Edelmetall-Katalysator aus der Gruppe Platin, Palladium und Rhodium direkt auf zumindest die Drahtfilamente oder die Edelstahlfolie aufgebracht. Bevorzugt sind die Edelmetall-Katalysatoren im Wesentlichen gleichmäßig auf die Drahtfilamente und die Edelstahlfolie aufgebracht. Auf eine Speicherschicht wird an dieser Stelle verzichtet. Damit ergibt sich beispielsweise eine Beschichtungs- höhe von weniger als 30 nm [Nanometer], insbesondere im Bereich von 0,5 bis 20 im.
Zur Gewährleistung einer möglichst turbulenten Strömung in den Strömungswegen des Trägerkörpers wird zusätzlich vorgeschlagen, dass jeder Strömungsweg eine Lange hat und dieser über die Länge gesehen in einem Wiederholungsinter¬ vall von höchstens 20 mm Durchlässe aufweist. Das heißt mit anderen Worten, dass zumindest alle 20 mm, vorteilhafterweise sogar höchstens alle 10 mm ein Durchlass hin zu einem benachbarten Strömungsweg vorgesehen ist. Insbesondere wird bevorzugt, dass in aufeinander folgenden Wiederholungsintervallen eine Ablenkung hin zu bzw. eine Quermischung mit verschiedenen benachbarten Strömungswegen realisiert ist.
Grundsätzluch wäre es bereits ausreichend zur Erzielung einer turbulenten Strö- mung, wenn eine ausreichende Anzahl großer Durchlässe in jedem Strömungsweg vorgesehen sind, die sich beispielsweise im Betrieb des Trägerkörpers nicht zusetzen können. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der zumindest einem Teil der Durchlässe in den Strömungsweg hineinragende Leitflächen zugeordnet sind. Solche Leitflächen können beispielsweise durch Austanzungen oder Eindellungen der Lage im (angrenzenden) Umgebungsbereich eines Durchlasses gebildet sein. Bezüglich des Hineinragens der Leitfiächen ist es vorteilhaft, dass die Leitfläche beispielsweise ca. 50 bis 80 % des Mindestquerschnitts des Strömungsweges versperrt und somit einen entsprechenden Staudruck für das durchströmende Abgas generiert. Dadurch werden die Teilabgasströmungen durch vorgelagerte Durchlässe und/oder das Gestricke hindurch gezwungen.
Einer Weiterbildung des Trägerkörpers zufolge bei dem die Durchlässe zumindest teilweise mit Löchern in der mindestens einen Lage gebildet sind, weisen die Löcher einen Lochquerschnitt von mindestens 25 Quadratmillimeter [mm2] auf. Be- sonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des Lochquerschnitts von mindestens 50 mm2. Für den Fall, dass die Löcher beispielsweise rund ausgeführt sind, sind demnach beispielsweise Löcher mit einem Lochdurchmesser von mindestens 8 mm [Millimeter] bevorzugt. Diese großen Löcher erstrecken sich regelmäßig über die Wände mehrerer Strömungskanäle, so dass benachbarte Wände gleich- zeitig geöffnet werden und eine Querströmung ermöglicht ist. Zudem erfolgt beim Vorbeiströmen des Abgases an der Lochkante eine hin zum Loch gerichtete Ab- lenkung, was zur weiteren Aufteilung der Teilgasströme fuhrt. Dieser Effekt wird bei zunehmendem Lochquerschnitt verbessert.
Weiter wird auch vorgeschlagen, dass zumindest die Hälfte der Lagen mit Lö- ehern ausgeführt ist, wobei für jede dieser Lagen die Summe der offenen Loch¬ querschnitte zumindest 30 % einer geschlossenen Lagenfläche entspricht. Diese Ausgestaltung wird beispielsweise dann bevorzugt, wenn der Trägerkörper mit glatten und gewellten Lagen ausgeführt wird, wobei dann insbesondere die glatten Lagen mit Löchern ausgeführt sind und die gewellten Lagen Durchlässe mit Leit- flächen bzw. Eindellungen bereitstellen. Mit der Angabe, dass zumindest 30 % einer geschlossenen Lagenfläche mit Löchern auszuführen sind, soll veranschaulicht werden, wie viele derartige Löcher pro Lage vorzusehen sind. Gerade bei hoch beanspruchten Trägerkörpern oder zur Gewährleistung einer ausreichenden Oberfläche zur Platzierung der katalytisch aktiven Beschichtung sollte die Summe der offenen Lochquerschnitte einen Wert von 50 % der geschlossenen Lagenfläche nicht überschreiten. Die geschlossene Lagenfläche betrifft dabei insbesondere die Lagenfläche der Lage, wenn keine Öffnungen vorgesehen wären.
Ganz besonders bevorzugt ist ein Trägerkörper, bei dem der Strömungsweg so gestaltet ist, dass ein hindurchströmendes Gas über mindestens 80 % der Länge des Strömungsweges turbulent ist. Dabei sind bevorzugt die Mehrheit und ganz besonders bevorzugt alle Strömungswege des Trägerkörpers entsprechend gestaltet. Gerade bei diesen besonders turbulenten Gasströmungen hat sich der Einsatz der erfindungsgemäßen Beschichtung bewährt.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend, wird ein Verfahren zur Herstellung eines Trägerkörpers mit einer Gesamtoberfläche aufweisend zumindest einen Beschichtungsabschnitt mit einer katalytisch aktiven Beschichtung vorgeschlagen, das zumindest folgende Schritte umfasst:
a) Bereitstellen eines Trägerkörpers mit einer glatten Oberfläche; b) Bestimmen eines Druckverlustes des Trägerkörpers bei vorgegebenen Umge¬ bungsbedingungen; c) Erzeugen einer Oberfläche mit einer mittlere Rauhtiefe Rz im Bereich von 2 bis 10 Mikrometern, wobei der Trägerkörper eine maximale Druckverluster- höhung von 25 % erfährt; d) Anordnen von Katalysatorelementen so, dass diese dispers mit einem mittle¬ ren Abstand entlang der Oberfläche von mindestens 3 Mikrometer vorliegen.
Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung eines zuvor erfmdungs- gemäß beschriebenen Trägerkörpers, insoweit kann stets auf diese Ausführungen auch erläuternd Bezug genommen werden.
Schritt a) umfasst insbesondere die Bereitstellung eines metallischen Wabenkörpers, dem mit einer wenigstens einer zumindest teilweise strukturierten Folie ge- bildet ist. Schritt b) wird insbesondere in der Weise durchgerührt, wie dies oben bereits erläutert wurde. Vor der Durchführung des Schrittes c) kann der Trägerkörper zumindest teilweise wieder zerlegt und/oder mit anderen Bauteilen kombiniert werden. Zudem können insbesondere im Rahmen von Schritt a), c) und/oder Schritt d) thermische Behandlungen (Oxidieren, Erwärmen, etc.) des Trägerkör- pers und/oder Fügeverfahren (Schweißen, Hartlöten, Kleben, etc.) durchgeführt werden. Es ist auch möglich, die Schritte b) und c) zu wiederholen bis eine gewünschte Druckverlusterhöhung vorliegt, bevor mit Schritt d) begonnen wird. Es bleibt jedoch anzumerken, dass gerade im Hinblick auf eine Serienfertigung solcher Trägerkörper Schritt b) nicht zwingend durchgeführt werden muss; bei fest- stehenden Randbedingungen kann davon ausgegangen werden, dass die Trägerkörper aus Schritt a) stets den gleichen Druckverlust und Schritt c) die gleiche Druckverlusterhöhung zur Folge haben und diese Kennwerte demnach nicht mehr einzeln bestimmt werden müssen.
Besonders bevorzugt ist das Verfahren, wenn Schritt c) wenigstens einen der folgenden Prozesse umfasst: cl) mechanisches Bearbeiten der Oberfläche, c2) Bilden von Oberflächenoxiden, c3) Beschichten der Oberfläche, c4) Auftragen von Material auf der Oberfläche (35) mittels Nanotechnologie.
Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, wenigstens zwei dieser Prozesse durchzuführen, wobei die Prozesse dann auch zu verschiedenen Zeitpunkten im Verfahrensablauf stattfinden können.
Der Prozess cl) umfasst beispielsweise eine abrasive Behandlung der Oberfläche (Schleifen, Kratzen, etc.); Schritt c2) betrifft insbesondere die Züchtung von A- luminiumoxiden, wie sie bereits oben erläutert wurde. Damit betreffen die Prozesse cl) und c2) primär Bearbeitungsschritte, die ein Veränderung des Rauheitspro- fils des Grundmaterials des Trägerkörpers selbst betrifft, während die Prozesse c3) und c4) sich auf die Applikation eines (gleichen) Zusatzmaterials beziehen. Bei den letztgenannten Prozessen können bei Abgaskatalysatoren bekannte Be- schichtungsprozesse und die oben beschriebenen Auftrageverfahren nach der Mikro- oder Nanotechnologie eingesetzt werden.
Im Hinblick auf die gewerbliche Anwendbarkeit eines erfindungsgemäß beschriebenen und/oder erfindungsgemäß hergestellten Trägerkörpers wird insbesondere auf eine Abgasbehandlungseinheit, beispielsweise in Kombination mit einem Fahrzeug, verwiesen. Deshalb wird auch eine entsprechende Abgasbehandlungs- einheit sowie ein Fahrzeug aufweisend zumindest eine solche Abgasbehandlungseinheit vorgeschlagen.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren veranschaulichen besonders bevorzugte Aus- führungsvarianten der Erfindung, auf die diese jedoch nicht begrenzt ist. Es zeigen schematisch: Fig. 1: perspektivisch eine Lage 3 für eine Ausfuhrungsvariante des erfin¬ dungsgemäßen Trägerkörpers,
Fig. 2: eine stirnseitige Ansicht einer weiteren Ausfuhrungsvariante des Trägerkörpers 1,
Fig. 3: ein erstes Ausfuhrungsbeispiel einer Lage mit einer Beschichtung,
Fig. 4: ein zweites Ausfiihrungsbeispiel einer Lage mit einer Beschichtung,
Fig. 5: ein drittes Ausfiihrungsbeispiel einer Lage mit einer Beschichtung,
Fig. 6: eine Ausführungsvariante eines Strömungsweges,
Fig. 7: perspektivisch eine weitere Ausfuhrungsvariante eines erfindungs gemäßen Trägerkörpers im Detail,
Fig. 8: ein Fahrzeug mit einer Abgasbehandlungseinheit,
Fig. 9: eine Veranschaulichung der dispersen Verteilung der Katalysatorelemente auf der Oberfläche, und
Fig. 10: eine weitere Veranschaulichung der dispersen Verteilung der Katalysa- torelemente auf der Oberfläche.
Fig. 1 zeigt perspektivisch eine erste Ausfuhrungsvariante einer Lage 3, die mit einer Wellenstruktur versehen ist, die zumindest teilweise Strömungswege 4 begrenzt. Die Strömungswege 4 weisen dabei eine Länge 19 auf, wobei in der ver- anschaulichten Ausfuhrungsvariante eine im Wesentlichen gradlinige, parallele Ausrichtung der Strömungswege 4 vorgesehen ist. In einem vorgebbaren Wieder- holinterfall 20 sind jeweils Durchlässe 6 in der die Lage 3 bildende gewellte Edel¬ stahlfolie 17 vorgesehen. Wie anhand des mittig dargestellten Strömungsweges 4 veranschaulicht, erlauben diese Durchlässe 6 ein Übertreten in andere Strömungswege 4, entweder nur über die nach oben bzw. nach unten eingedrückten Leitflächen 21 oder sogar über die angrenzenden Öffnungen durch die Lage 3 hindurch. Bei einer näheren Betrachtung des Strömungsweges 4, der mit den Pfeilen gekennzeichnet ist, trifft der Abgasstrom auf die im Strömungsweg 4 angeordnete Leitfläche 21, die den Mindestquerschnitt des Strömungsweges 4 deutlich verengt. In Folge des daraus resultierenden Staudrucks wird ein Großteil des im Strömungsweg 4 befindlichen Teilabgasstromes nach oben hin abgelenkt, wobei an dieser Stelle bevorzugt ein (hier nicht gezeigtes) Gestrick aus metallischen Drahtfϊlamenten vorgesehen ist, welches dann das hindurchströmende Abgas filtert bzw. reinigt. Der Staudruck baut sich jedoch nur solange auf, bis eine Ausweichmöglichkeit für das Abgas geschaffen ist. Dies kann anhand der links veran- schaulichten, gestrichelt dargestellten Pfeile erkannt werden. Zusätzlich ist zu beachten, dass die Leitfläche 11 den Strömungsweg 4 nicht vollständig verschließt, so dass auch dort ein Nebenstrom (gestrichelt gekennzeichnete Pfeile rechts in Fig. 1) ermöglicht wird.
Insbesondere eine solche Anordnung mit einem darauf bzw. darunter angeordneten Gestrick aus Drahtfilamenten wird auch Nebenstromfilter genannt, da dem Teilabgasstrom jeweils die Möglichkeit gegeben ist, an jeder Leitfläche vorbeizuströmen. Letztendlich ist es aber wünschenswert, dass die Anordnung der Leitflächen so vorgenommen wird, dass „statistisch" das gesamte Abgas wenigstens einmal durch ein Filtermedium hindurchtritt. Der besondere Vorteil dieses Neben- stromfilters liegt darin, dass er einen sehr geringen Druckverlust aufweist. Gleichwohl können hiermit beachtliche Umsatz- und Filterraten erreichen werden.
Fig. 2 veranschaulicht eine Ausführungsvariante eines Trägerkörpers 1, wobei eine Mehrzahl von glatten und strukturierten Lagen 3 S-förmig miteinander verwunden und in einem Gehäuse 27 angeordnet sind. Die Lagen 3 sind mit glatten Edelstahlfolien 16 und gewellten Edelstahlfolien 17 gebildet. Zwischen den glat¬ ten und gewellten Edelstahlfolien bilden sich nun im Wesentlichen parallel zuein¬ ander verlaufende Kanäle bzw. Strömungswege 4 aus. Die Begrenzungen der Strömungswege 4 durch die Edelstahlfolien 16, 17 ergeben insgesamt die Gesamt- trägerfläche 7 oder auch „GSA" genannt.
Fig. 3 veranschaulicht nun in einem Detail eine erste Ausführungsvariante einer Beschichtung 2, die auf einer Lage 3 ausgebildet ist. Die Beschichtung 2 hat insgesamt eine Beschichtungsdicke 9 von höchstens 10 μm. Sie wird gebildet mit einer außen liegenden bzw. direkt mit dem Abgas in Kontakt stehenden Oberflächengrenzschicht 11 mit einer Grenzschichtdicke 12 von höchstens 1 μm. In dieser Oberflächengrenzschicht 11 sind im Wesentlichen alle Edelmetall- Katalysatoren 10 angeordnet. Zwischen der Oberflächengrenzschicht 11 und der Lage 3 ist zudem eine poröse Speicherschicht 13 vorgesehen. Diese Speicher- schicht kann beispielsweise mit gamma- Al2O3 (Washcoat) oder einem Gemisch aus gamma-Al2θ3 mit CeO und weiteren Oxiden gebildet sein, wobei deren Schichtdicke entsprechend kleiner zu wählen ist.
In Fig. 4 wird nun ein anderes Ausfuhrungsbeispiel der Beschichtung 2 gezeigt, wobei die Lage 3 mit einer glatten Edelstahlfolie 16 gebildet ist, die einen entsprechenden Anteil von Aluminium aufweist. Mittels dem in der glatten Edelstahlfolie 16 vorhandenen Aluminium, gegebenenfalls alternativ oder kumulativ mit nachträglich hinzugefuhrtem Aluminium, wird durch eine entsprechende thermische Behandlung ein Oberflächenoxid 18 gebildet. Das Oberflächenoxid 18 erhöht beispielsweise die Rauhtiefe der glatten Edelstahlfolie 16, so dass dauerhaft der Edelmetall-Katalysator 10 platziert werden kann.
In Fig. 5 wurden die Edelmetall-Katalysatoren 10 direkt auf die Lage 3 aufgeführt. Damit wird die Grenzschichtdicke 12 der Oberflächengrenzschicht 11 (also insbesondere die Schicht der Beschichtung, in der der Edelmetall-Katalysator 10 angeordnet ist) bzw. die gesamte Beschichtungsdicke 9 auf wenige Nanometer begrenzt. Bevorzugt ist dabei, dass die Edelmetall-Katalysatoren 10 im Beschich- tungsabschnitt bzw. auf der Lagenfläche 24 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. In der Lage 3 ist hier auch ein Loch 22 mit einem großen Lochquerschnitt 23 dar¬ gestellt. Dadurch wird ein Strömungsaustausch durch die Lage 3 selbst ermög- licht.
In den Fig. 3 bis 5 ist ebenfalls der geforderte Abstand 34 der einzelnen Edelmetall-Katalysatoren 10 zueinander veranschaulicht.
In Fig. 6 wird schematisch und als Detail einer Ausführungsvariante des Strömungsweges 4 gezeigt. Der Trägerkörper wird dabei durch eine abwechselnde Anordnung von Gestricken 14 und einer gewellten Edelstahlfolie 17 gebildet. Der Strömungsweg 4 ist mit einem Mindestquerschnitt 5 (schraffiert) von mindestens 0,5 mm ausgeführt. Im Hinblick auf die Bestimmung des Mindestquerschnitts 5 werden die in den Strömungsweg 4 hineinragenden Leitflächen 21 nicht berücksichtigt, sondern es wird der gesamte Querschnitt an dieser Stelle, wie er in großen Teilbereichen des Strömungsweges vorliegt, herangezogen.
Die Gestricke 14 weisen Drahtfilamente 15 auf, die beispielsweise mit einer Di- ckenausdehnung von 15 bis 50 μm [Mikrometer] ausgeführt sind. Die Gestricke haben vorteilhafterweise ein Flächengewicht von 200 bis 1000 g/m2 [Gramm pro Quadratmeter] und eine Höhe zwischen 0,1 und 0,5 mm [Millimeter]. Die einzelnen Drahtfilamente 15 sind miteinander verschweißt, eine entsprechende bzw. ähnliche Verbindung ist vorteilhafterweise auch zwischen dem Gestrick 14 und der gewellten Edelstahlfolie 17 vorgesehen. Direkt auf bzw. in den Gestricken 14 und auf der gewellten Edelstahlfolie 17 ist wiederum der Edelmetall-Katalysator 10 zur Aktivierung einer katalytischen Umsetzung vorbeiströmender Schadstoffe im Abgas vorgesehen.
Fig. 7 veranschaulicht eine weitere Ausgestaltung eines Trägerkörpers 1 in perspektivischer Darstellung und im Detail. Der Trägerkörper ist wiederum mit ge- wellten Lagen 3 gebildet, zwischen denen ein Gestrick 14 vorgesehen ist. Die Lagen 3 sind mit Leitflächen 21 zur strömungstechnischen Beeinflussung des Abgases versehen, welches üblicherweise in der Hauptströmungsrichtung 14 durch den Trägerkörper 1 hindurchströmt (ebenso wie mitgeführte Partikel 29). Bei die- ser Ausfuhrungsvariante ist nur die unten dargestellte gewellte Lage 3 mit einem Loch 22 vorgesehen, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die dazwischen angeordnete, glatte Lage umfasst ein Verbundmaterial, welches einen Abschnitt mit einer glatten Edelstahlfolie 16 und einen weiteren Abschnitt mit einem Gestrick 14 umfasst. Die beiden Komponenten sind vorteilhafterweise miteinan- der fügetechnisch verbunden, insbesondere verschweißt. Aus der Darstellung lässt sich entnehmen, dass die glatte Edelstahlfolie 16 einen Beschichtungsabschnitt 8 bildet, dort also das katalytisch aktive Material vorgesehen ist. In dieser Ausfuhrungsvariante ist das Gestrick 14 ohne eine entsprechende Beschichtung ausgeführt. Sowohl in der glatten Edelstahlfolie 16 als auch in dem Gestrick 14 können weitere Löcher 22 oder (nicht dargestellte) Durchlässe vorgesehen sein.
Fig. 8 veranschaulicht nunmehr ein besonders bevorzugtes Einsatzgebiet des hier beschriebenen Trägerkörpers als Abgasbehandlungseinheit 25 in einem Fahrzeug 26. Dabei wird das in einer Verbrennungskraftmaschine 30 erzeugte Abgas durch eine entsprechende Abgasanlage 31 hindurchgeführt, wobei es beispielsweise mehrere Abgasbehandlungseinheiten 25 mit einem solchen Trägerkörper durchströmt, bevor es schließlich gereinigt an die Umgebung abgegeben wird. Neben dem veranschaulichten Einsatzgebiet können solche Trägerkörper auch bei stationären Verbrennungskraftanlagen, Arbeitsmaschinen, Handgeräten und derglei- chen zum Einsatz gelangen.
Fig. 9 zeigt schematisch eine Draufsicht als Veranschaulichung der dispersen Verteilung der Katalysatorelemente 32 auf der Gesamtoberfläche 7 im Beschichtungsabschnitt 8. Die Katalysatorelemente 32 sind dispers auf einer Oberfläche des Trägerkörpers 1 verteilt, wobei die Katalysatorelemente 32 eine mittlere Größe 33 von vorteilhafterweise weniger als 10 nm haben. Sie sind zueinander mit einem Abstand 34 im Bereich größer der Größe 33 des Katalysatorelements 32 angeordnet.
Fig. 10 veranschaulicht noch einmal auf eine andere Weise die disperse Anord- nung der Katalysatorelemente 32 einen mittleren Abstand 34 entlang der Oberfläche 35, der mindestens 3 Mikrometer betragen soll. Die Oberfläche hat zudem eine mittlere Rauhtiefe Rz von ca. 6 μm, die hier mit einem Oberflächenoxid 18 einer glatten Edelstahlfolie 16 gebildet ist. Das erfindungsgemäße Rauheitsprofil gewährleistet nunmehr einen ausreichenden Abstand der Katalysatorelemente 32 zueinander, so dass auch bei der erhöhten Konzentration der Katalysatorelemente 32 auf der Oberfläche 35 ein Zusammenschluss vermieden und eine effiziente Umsetzung der Abgasschadstoffe gewährleistet ist. Zudem können neben der verbesserten Schadstoffumsetzung zusätzliche Vorteile auch im Hinblick auf die Herstellungskosten eines solchen Trägerkörpers aufgrund der reduzierten Menge des Beschichtungsmaterials erzielt werden.
Bezugszeichenliste
1 Trägerkörper
2 Beschichtung
3 Lage
4 Strömungsweg
5 Mindestquerschnitt
6 Durchlass
7 Gesamtträgerfläche
8 Beschichtungsabschnitt
9 Beschichtungsdicke
10 Edelmetall-Katalysator
11 Oberflächengrenzschicht
12 Grenzschichtdicke
13 Speicherschicht
14 Gestrick
15 Drahtfilament
16 glatte Edelstahlfolie
17 gewellte Edelstahlfolie
18 Oberflächenoxid
19 Länge
20 Wiederholungsintervall
21 Leitfläche
22 Loch
23 Lochquerschnitt
24 Lagenfläche
25 Abgasbehandlungseinheit
26 Fahrzeug
27 Gehäuse
28 Hauptströmungsrichtung 29 Partikel
30 Verbrennungskraftmaschine
31 Abgasanlage
32 Katalysatorelement 33 Größe
34 Abstand
35 Oberfläche
Rz mittlere Rauhtiefe

Claims

Patentansprüche
1. Trägerkörper (1) mit einer Gesamtoberfläche (7) aufweisend zumindest einen Beschichtungsabschnitt (8) mit einer katalytisch aktiven Beschichtung (2) umfassend wenigstens eine Art Katalysatorelemente (32), die dispers an einer Oberfläche (35) des Trägerkörpers (1) angeordnet sind, wobei:
- die Katalysatorelemente (32) einen mittleren Abstand (34) entlang der O- berfläche von mindestens 3 Mikrometer aufweisen, - die Oberfläche (35) eine mittlere Rauhtiefe Rz von 2 bis 10 Mikrometern hat, und
- der Trägerkörper (1) gegenüber einem Trägerkörper mit glatter und unbeschichteter Oberfläche (35) eine maximale Druckverlusterhöhung von 25 % aufweist.
2. Trägerkörper (1) nach Patentanspruch 1, bei dem die Katalysatorelemente (32) in einer Menge von 0,2 bis 2,0 Gramm pro Quadratmeter der Gesamtträgerfläche (7) angeordnet sind.
3. Trägerkörper (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem die Art Katalysatorelemente (32) einen Edelmetall-Katalysator (10) aus der Gruppe Platin, Palladium und Rhodium umfasst.
4. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die mittlere Größe (33) des Katalysatorelements (32) im Bereich von 5 bis 10
Nanometer liegt.
5. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, der mit zumindest einer wenigstens teilweise strukturierten Lage (3) aus einem gasun- durchlässigen Material aufgebaut ist, so dass eine Vielzahl von Strömungswegen (4) mit einem Mindestquerschnitt (5) von 0,5 Quadratmillimeter vorliegt, wobei zumindest die Mehrheit der Strömungswege (4) mit mehreren Durch¬ lässen (6) hin zu mindestens einem benachbarten Strömungsweg (4) ausgeführt.
6. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem zumindest ein Beschichtungsabschnitt (8) der Gesamtträgerfläche (7) mit einer katalytisch aktiven Beschichtung (2) versehen ist, die eine Beschichtungsdi- cke (9) von höchstens 15 Mikrometer aufweist.
7. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem zumindest ein Edelmetall-Katalysator (10) aus der Gruppe Platin, Palladium und Rhodium nur in einer Oberflächengrenzschicht (11) mit einer Grenzschichtdicke (12) von höchstens 1 Mikrometer vorgesehen ist.
8. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die Beschichtung (2) eine poröse Speicherschicht (13) umfasst, wobei in dem zumindest einen Beschichtungsabschnitt (8) zwischen 5 und 30 Gramm pro Quadratmeter davon vorgesehen ist.
9. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die Strömungswege (4) zumindest teilweise mit einem Gestrick (14) aus Drahtfilamenten (15) begrenzt sind.
10. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die zumindest eine wenigstens teilweise strukturierte Lage (2) eine Edelstahlfolie (16, 17) umfasst.
11. Trägerkörper (1) nach Patentanspruch 9 oder 10, bei dem zumindest die Drahtfilamente (15) oder die Edelstahlfolie (16, 17) im zumindest einen Be- Schichtungsabschnitt (8) eine Rauhtiefe R2 im Bereich von 2 bis 6 Mikrometer aufweist.
12. Trägerkörper (1) nach Patentanspruch 9 bis 11, bei dem zumindest die Draht- filamente (15) oder die Edelstahlfolie (16, 17) Aluminium als Bestandteil um- fasst, das im zumindest einen Beschichtungsabschnitt (8) als Oberflächen- oxid (18) ausgebildet ist.
13. Trägerkörper (1) nach einem der Patentansprüche 9 bis 12, bei dem zumindest ein Edelmetall-Katalysator (10) aus der Gruppe Platin, Palladium und Rhodium direkt auf zumindest die Drahtfϊlamente (15) oder die Edelstahlfolie (16, 17) aufgebracht ist.
14. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem jeder Strömungsweg (4) eine Länge (19) hat und dieser über die Länge (19) gesehen in einem Wiederholungsintervall (20) von höchstens 20 Millimeter Durchlässe (6) aufweist.
15. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem zumindest einem Teil der Durchlässe (6) in den Strömungsweg (4) hineinragende Leitflächen (21) zugeordnet sind.
16. Trägerkörper (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem der Strömungsweg (4) so gestaltet ist, dass ein hindurchströmendes Gas über mindestens 80 % der Länge (19) des Strömungsweges (4) turbulent ist.
17. Verfahren zur Herstellung eines Trägerkörpers (1) mit einer Gesamtoberfläche (7) aufweisend zumindest einen Beschichtungsabschnitt (8) mit einer ka- talytisch aktiven Beschichtung (2) mit zumindest folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Trägerkörpers (1) mit einer glatten Oberfläche (35); b) Bestimmen eines Druckverlustes des Trägerkörpers (1) bei vorgegebenen Umgebungsbedingungen; c) Erzeugen einer Oberfläche (35) mit einer mittlere Rauhtiefe Rz im Bereich von 2 bis 10 Mikrometern, wobei der Trägerkörper (1) eine maximale Druckverlusterhöhung von 25 % erfährt; d) Anordnen von Katalysatorelementen (32) so, dass diese dispers mit ei- nem mittleren Abstand (34) entlang der Oberfläche von mindestens 3
Mikrometer vorliegen.
18. Verfahren Patentanspruch 17, bei dem Schritt c) wenigstens einen der folgenden Prozesse umfasst: cl) mechanisches Bearbeiten der Oberfläche (35), c2) Bilden von Oberflächenoxiden (34), c3) Beschichten der Oberfläche (35), c4) Auftragen von Material auf der Oberfläche (35) mittels Nanotechnologie.
19. Abgasbehandlungseinheit (25) aufweisend zumindest einen Trägerkörper (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 16 oder hergestellt nach einem Verfahren gemäß Patentanspruch 17 oder 18.
20. Fahrzeug (26) aufweisend zumindest eine Abgasbehandlungseinheit (25) nach Patentanspruch 19.
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TW (1) TW200742615A (de)
WO (1) WO2007131665A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006026324A1 (de) * 2006-06-02 2007-12-06 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Nebenstromfilter mit verbessertem Filterwirkungsgrad
JP2008023501A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用触媒
DE102007042616A1 (de) * 2007-09-07 2009-03-12 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Metallische Folie zur Herstellung von Wabenkörpern und daraus hergestellter Wabenkörper
DE102008062417A1 (de) * 2008-12-17 2010-07-01 Volkswagen Ag Abgasreinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine
CN103864114A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 英威达科技公司 采用催化剂床层生产氰化氢的方法
US10451211B2 (en) * 2015-10-19 2019-10-22 United Technologies Corporation Radical-neutralizing coating for a lubricant system
DE102017218862A1 (de) 2017-10-23 2018-09-13 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bauteilerkennung

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62237943A (ja) * 1986-04-09 1987-10-17 Toyota Motor Corp 排ガス浄化用モノリス触媒担体
JPS62125857A (ja) * 1985-11-26 1987-06-08 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化用触媒
JPH03114544A (ja) * 1989-09-28 1991-05-15 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 過酸化水素分解触媒
DE4132534A1 (de) * 1991-09-30 1993-04-01 Siemens Ag Plattenkatalysator fuer den einsatz in heissen abgasen und verfahren zu seiner herstellung
DE4213018C1 (de) * 1992-04-21 1993-12-09 Degussa Katalysator zur oxidativen Reinigung der Abgase von Dieselmotoren
DE4433328A1 (de) * 1993-09-30 1995-04-06 Siemens Ag Plattenkatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung
JP3751994B2 (ja) * 1995-05-12 2006-03-08 新日本製鐵株式会社 耐酸化性、耐久性に優れた触媒用メタル担体
JP2000225340A (ja) * 1998-11-30 2000-08-15 Denso Corp ハニカム構造体
JP4907756B2 (ja) * 2000-02-29 2012-04-04 イビデン株式会社 排ガス浄化用触媒およびその製造方法
JP4545857B2 (ja) * 1999-11-16 2010-09-15 イビデン株式会社 触媒およびその製造方法
US7250385B1 (en) * 1999-11-16 2007-07-31 Ibiden Co., Ltd. Catalyst and method for preparation thereof
JP3350499B2 (ja) * 2000-01-20 2002-11-25 新日本製鐵株式会社 波付加工性の良い粗面仕上金属箔及び排ガス浄化用触媒担体
JP2002177793A (ja) * 2000-10-02 2002-06-25 Nippon Soken Inc セラミック担体およびセラミック触媒体
JP4459476B2 (ja) * 2001-05-01 2010-04-28 日本碍子株式会社 多孔質ハニカム構造体及びその製造方法
JP2003205241A (ja) * 2001-11-12 2003-07-22 Denso Corp セラミック触媒体とその製造方法
JP4123026B2 (ja) * 2003-03-28 2008-07-23 セイコーエプソン株式会社 フィルター部材および処理装置
JP4295279B2 (ja) * 2003-06-23 2009-07-15 イビデン株式会社 ハニカム構造体
JP2006305406A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Asahi Kasei Corp 排ＮＯｘ浄化用触媒
US7897529B2 (en) * 2007-03-23 2011-03-01 Lydall, Inc. Substrate for carrying catalytic particles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2007131665A1 *

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