EP4373613A1 - Abgasreinigungssystem zur reinigung von abgasen von benzinmotoren - Google Patents

Abgasreinigungssystem zur reinigung von abgasen von benzinmotoren

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EP4373613A1
EP4373613A1 EP22748323.7A EP22748323A EP4373613A1 EP 4373613 A1 EP4373613 A1 EP 4373613A1 EP 22748323 A EP22748323 A EP 22748323A EP 4373613 A1 EP4373613 A1 EP 4373613A1
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EP
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exhaust gas
materials
substrate
gpf
twc1
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Application number
EP22748323.7A
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Jan Schoenhaber
Joerg-Michael Richter
Carolin BRAUN
Tim PALM
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Umicore AG and Co KG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Reinigung von Abgasen eines überwiegend mit stöchiometrischem Kraftstoffgemisch betriebenen Verbrennungsmotors. Das Abgassystem weist insbesondere 4 Reinigungsfunktionen in einer bestimmten Reihenfolge auf. Ein motornaher TWC1 (Dreiwegkatalysator) wird gefolgt von einem GPF (Benzinpartikelfilter) und einem dahinter angeordneten weiteren TWC2. Das System weist zusätzlich eine stickoxidspeichernde Funktionalität auf.

Description

Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasen von Benzinmotoren
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Reinigung von Abgasen eines überwie- gend mit stöchiometrischem Kraftstoffgemisch betriebenen Verbrennungsmotors. Das Abgassystem weist insbesondere 4 Reinigungsfunktionen in einer bestimmten Reihen folge auf. Ein motornaher TWC1 (Drei-Wege-Katalysator) wird gefolgt von einem GPF (Benzinpartikelfilter) und einem dahinter angeordneten weiteren TWC2. Das System weist zusätzlich eine stickoxidspeichernde Funktionalität auf. Abgase von mit überwiegend (>50% der Betriebszeit) stöchiometrischem Luft/Kraftstoff- Gemisch betriebenen Verbrennungsmotoren, also z. B. mit Benzin oder Erdgas betrie bene Ottomotoren, werden in herkömmlichen Verfahren mit Hilfe von Drei-Wege-Kata- lysatoren (three-way-catalyst; TWC) gereinigt. Diese sind in der Lage, die drei wesentli chen gasförmigen Schadstoffe des Motors, nämlich Kohlenwasserstoffe, Kohlenmono- xid und Stickoxide, gleichzeitig zu unschädlichen Komponenten umzusetzen. Stöchio metrisch heißt, dass im Mittel genau so viel Luft zur Verbrennung des im Zylinder vor handenen Kraftstoffs zur Verfügung steht, wie für eine vollständige Verbrennung benö tigt wird. Das Verbrennungsluftverhältnis l (A/F-Verhältnis; Luft/Kraftstoffverhältnis) setzt die tatsächlich für eine Verbrennung zur Verfügung stehende Luftmasse rriL.tats ins Verhältnis zur stöchiometrischen Luftmasse mi_,st:
Ist l < 1 (z. B. 0,9) bedeutet dies „Luftmangel“, man spricht von einem fetten Abgasge misch, l > 1 (z. B. 1,1) bedeutet „Luftüberschuss“ und das Abgasgemisch wird als mager bezeichnet. Die Aussage l = 1,1 bedeutet, dass 10% mehr Luft vorhanden ist, als zur stöchiometrischen Reaktion notwendig wäre.
Als katalytisch aktive Materialien werden in den Drei-Wege-Katalysatoren in der Regel Platingruppenmetalle, insbesondere Platin, Palladium und Rhodium eingesetzt, die bei spielsweise auf g-Aluminiumoxid als Trägermaterial vorliegen. Daneben enthalten Drei- wege-Katalysatoren Sauerstoffspeichermaterialien, beispielsweise Cer/Zirkonium- Mischoxide. In letzteren stellt Ceroxid, ein Seltenerdmetalloxid, die für die Sauerstoffspeicherung grundlegende Komponente dar. Neben Zirkoniumoxid und Cer oxid können diese Materialien zusätzliche Bestandteile wie weitere Seltenerdmetalloxide oder Erdalkalimetalloxide enthalten. Sauerstoffspeichermaterialien werden durch Auf bringen von katalytisch aktiven Materialien wie Platingruppenmetallen aktiviert und die nen somit auch als Trägermaterial für die Platingruppenmetalle.
Derartige katalytisch aktive Materialien samt Inhaltsstoffen werden durch einen Be schichtungsprozess auf z.B. Durchflusssubstrate aufgebracht. Nach dem Trocknen und Kalzinieren der Substrate können diese in das Abgassystem eingebaut werden. Durch flusssubstrate sind aus keramischen Materialien, wie z.B. Siliciumcarbid, Aluminiumtita- nat und Cordierit aufgebaut und seit längerem bewährt. Sie sind aus einer Vielzahl von parallelen Kanälen aufgebaut, die durch poröse Wände gebildet werden. Die Kanäle sind an beiden Enden des Durchflusssubstrats offen. Das Abgas fließt so vom Einlassbereich zum Auslassbereich und kontaktiert dabei das auf den Wänden aufgebrachte katalytisch aktive Material.
Neben den gasförmigen Schadstoffen enthält das Abgas von derartigen Verbrennungs motoren aber auch feinste Partikel (PM), die aus der unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffs resultieren und im Wesentlichen aus Ruß bestehen. Im Unterschied zur Par tikelemission von Dieselmotoren sind die Partikel im Abgas stöchiometrisch betriebener Verbrennungsmotoren, wie Ottomotoren, sehr klein und weisen eine durchschnittliche Partikelgröße kleiner 1 pm auf. Typische Partikelgrößen liegen im Bereich von 10 nm bis 200 nm. Des Weiteren ist die emittierte Partikelmenge sehr gering und bewegt sich im Bereich von 2 mg/km bis 4 mg/km.
Im Bereich der Reinigung von Abgas von mager betriebenen Motoren, also insbeson dere von Dieselmotoren, haben sich Partikelfilter aus keramischen Materialien, wie z.B. Siliciumcarbid, Aluminiumtitanat und Cordierit seit längerem bewährt. Diese sind aus ei ner Vielzahl von parallelen Kanälen aufgebaut, die durch poröse Wände gebildet wer den. Die Kanäle sind wechselseitig an einem der beiden Enden des Filters verschlossen, so dass Kanäle A gebildet werden, die an der ersten Seite des Filters offen und auf der zweiten Seite des Filters verschlossen sind, sowie Kanäle B, die an der ersten Seite des Filters verschlossen und auf der zweiten Seite des Filters offen sind. Das beispielsweise in die Kanäle A einströmende Abgas kann den Filter nur über die Kanäle B wieder ver lassen, und muss zu diesem Zweck durch die porösen Wände zwischen den Kanälen A und B durchfließen. Beim Durchtritt des Abgases durch die Wand werden die Partikel zurückgehalten und das Abgas gereinigt. Bei derartigen Aggregaten spricht man von Wandflussfiltern.
Die so zurückgehaltenen Partikel müssen nachfolgend abgebrannt bzw. oxidiert werden, um ein Verstopfen des Filters bzw einen inakzeptablen Anstieg des Gegendrucks des Abgassystems zu verhindern. Zu diesem Zweck kann beispielsweise das Wandflussfilter mit katalytisch aktiven Beschichtungen versehen werden, die die Zündtemperatur von Ruß herabsetzen. Es ist bereits bekannt, solche Beschichtungen auf die porösen Wände zwischen den Kanälen aufzubringen (sogenannte auf-Wand-Beschichtung) oder in die porösen Wände einzubringen (sogenannte in-Wand-Beschichtung). Die EP1657410A2 beschreibt auch bereits eine Kombination beider Beschichtungsarten, d. h ein Teil des katalytisch aktiven Materials liegt in den porösen Wänden und ein anderer Teil auf den porösen Wänden vor.
Das Konzept, Partikel mittels Wandflussfiltern aus dem Abgas zu entfernen, ist bereits auf die Reinigung von Abgas von mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch betrie benen Verbrennungsmotoren übertragen worden, siehe zum Beispiel die EP2042226A2 (gasoline particle filter; GPF) Gemäß deren Lehre trägt ein Wandflussfilter zwei überei nander angeordnete Schichten, wobei eine in der porösen Wand und die andere auf der porösen Wand angeordnet sein kann.
Die europäische Abgasgesetzgebung sieht seit Inkrafttreten der Stufe Euro 6c ab Sep tember 2017 Abgasmessungen unter realen Bedingungen auf der Straße vor (Real Dri- ving Emissions; RDE) Je nach Fahrbedingungen können dadurch deutlich höhere An forderungen an den Katalysator entstehen, insbesondere im Hinblick auf die dynamische Umsetzung von Kohlenmonoxid und Stickoxiden. In den momentan gültigen Abgasnor men müssen die Schadstoffe wie HC, CO, NOx und Partikel die Grenzwerte der Euro 6d-Norm unter RDE-Bedingungen auch für alle Neufahrzeuge einhalten. Hinzu kommt, dass ein gewisser C02-Flottengrenzwert nicht überschritten werden sollte. Insbesondere auch im Hinblick auf die Sekundäremissionen wie N2O und NH3 werde zukünftige Ab gasnormen in Europa und der Welt werden sicherlich noch anspruchsvollere Anforde rungen an die Verbrennungsmotoren und deren Abgasaufbereitung stellen.
Es ist davon auszugehen, dass für derartige Normen einfache Katalysatoren und/oder Filter nicht mehr ausreichend sind. Daher werden auch im Bereich der überwiegend stö chiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren komplexere Abgassysteme Einzug hal ten müssen. Exemplarisch sei auf die EP3639919A1 verwiesen, in der ein Abgassystem bestehend aus einem ersten TWC gefolgt von einem GPF und einem weiteren TWC abstromseitig vom GPF vorgeschlagen wurde Mittels dieser Systeme muss es dann gewährleistet werden, eine ausreichende katalytische Aktivität und Filtrationseffizienz mit einem möglichst geringen Abgasgegendruck zu kombinieren. Insbesondere der Ab gasgegendruck eines entsprechenden Systems führt zu einem erhöhten Verbrauch an Kraftstoff, was sich negativ auf die C02-Performance auswirkt.
Es besteht daher weiterhin ein Bedarf an Abgasreinigungssystemen für überwiegend mit stöchiometrischen Kraftstoffgemischen betriebenen Verbrennungsmotoren, die im Stande sind, alle erforderlichen schädlichen Bestandteile des Abgases dieser Motoren in höchst möglicher Weise zu beseitigen und dabei einen möglichst geringen Mehrver brauch an Kraftstoff bedingen.
Diese und weitere sich aus dem Stand der Technik für den Fachmann ergebenden Auf gaben werden von einem Abgassystem gemäß vorliegender Erfindung gelöst. Dadurch, dass man ein Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasen eines überwiegend stöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotors aufweisend einen motornahen TWC1 auf einem Durchflusssubstrat, einen abstromseitig zum TWC1 angebrachten GPF als Wandflussfilter und abstromseitig zum GPF einen weiteren TWC2 auf einem Durchfluss substrat angibt, und das System zusätzlich Materialien zum temporären Speichern von Stickoxiden in einer separaten Beschichtung aufweist, wobei dieses zusätzliche Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus K2O, Na20, CaO, BaO, MgO, SrO, CeÜ2, ZrÜ2, Cer-Mischoxide, Zeolithe oder deren Mischungen, wobei dieses Material zu mehr als 50 Gew.-% in der Beschichtung vorhanden ist, gelangt man äußerst überraschend und vorteilhaft zur Lösung der gestellten Aufgaben.
Die Etablierung einer separaten Stickoxidspeicherfunktion in dem oben dargestellten System stellt eine optimale Kombination von vier funktionalen Abgasreinigungskompo nenten dar, die zukünftige Abgasgrenzwerte einzuhalten erlaubt und darüber hinaus die Möglichkeit eröffnet, ein hohes Maß an Gesamtedelmetallreduktion im System zu reali sieren. Durch die zusätzliche Stickoxidspeicheroxidfunktion können Stickoxide temporär gespeichert werden, wenn eine Umsetzung der Stickoxide über die Dreiwege-Katalysa- toren im jeweiligen Betriebspunkt nicht sichergestellt werden kann, beispielsweise bei zu geringer Betriebstemperatur oder zu wenig Reduktionsmittel Diese temporär gespei cherten Stickoxide können dann während geeigneter Betriebszustände, also wenn eine ausreichende Temperatur und ausreichend Reduktionsmittel gewährleistet werden, freigesetzt und umgesetzt werden. Dadurch können insbesondere Kaltstartemissionen von NOx wirkungsvoll verringert werden.
Die Speicherfähigkeit der eingesetzten Materialien für Stickoxide kann nach Maßgabe der im experimentellen Teil erwähnten Vorgehensweise bestimmt werden. Die im Rah men dieser Erfindung angesprochene Stickoxidspeicherfähigkeit bzw. -kapazität wird als Quotient aus gespeicherter Masse Stickoxid pro Liter verbautem Substratvolumen an gegeben
Materialien zum temporären Speichern von Stickoxiden sind solche, die im Stande sind, mindestens 25 mg NOx pro L Substratvolumen, vorzugsweise 50 mg NOx pro L Sub stratvolumen und ganz bevorzugt 75 mg NOx pro L Substratvolumen temporär zu spei chern Diese werden dem System in einer separaten Beschichtung zugefügt. Materia lien, welche schon in den vorhandenen Katalysatoren im System eingesetzt sind, und auch in der Lage sind, Stickoxide temporär zu speichern, sollen diesbezüglich nicht be rücksichtigt werden. Sie sind von der anspruchsgemäßen Definition (Stickoxide tempo rär speichernde Materialien) ausgeschlossen. Z.B. werden in den TWCs auch Cer- oder Cer-Zirkonmischoxide verwendet, die ebenfalls im Stande sind, Stickoxide temporär zu speichern. Allerdings sind diese Stoffe z.B aufgrund der Struktur oder der näheren Zu sammensetzung dazu nur untergeordnet in der Lage. Es können durch diese Stoffe re gelmäßig weniger als die oben angegebenen Mengen an Stickoxiden eingespeichert werden. Durch den oben definierten Grenzwert wird eine Abgrenzung zu einem her kömmlichen System aufweisend einen TWC1 - GPF- TWC2 ausreichend sichergestellt, so dass der erfindungsgemäße Anspruch sich ausschließlich auf ein entsprechendes System aufweisend TWC1 - GPF- TWC2 bezieht, dem zusätzlich zu den schon in den Katalysatoren des Systems vorhandenen Materialien noch Stickoxide temporär spei cherndes Material in einer separaten Beschichtung zugefügt wurde.
Unter dem Begriff „temporär“ wird erfindungsgemäß verstanden, dass das speicherfä hige Material in bestimmten Betriebszuständen des Abgassystems Stickoxide einspei chern kann und unter anderen diese wieder abgibt bzw. keine mehr aufnimmt. Dies ist in klassischen Stickoxidspeicherkatalysatoren (nitrogen storage catalyst; NSC) der Fall, welche in einem bestimmten Temperaturbereich Stickoxide zu speichern im Stande sind und anschließend durch kurzzeitige Regeneration mit einer reduzierend wirkenden Um gebung die Stickoxide desorbieren und zu Stickstoff reduzieren. Bzgl der Wirkungsweise und den vorzugsweise einzusetzenden Materialien wird auf die einschlä gige Literatur verwiesen (W02020058265A1 ; EP3695902A1; WO2018069199A1).
Bei den Stickoxide temporär speichernden Materialen kann es sich aber auch vorzugs weise um solche handeln, die bei einer bestimmten Temperatur die Stickoxide einspei chern und bei erhöhten Temperaturen ohne Reduktion z.B. als NO2 wieder abgeben. Diese werden als passive Stickoxidabsorber bezeichnet (passive NOx absorber; PNA) Ersteres erfolgt bevorzugt in einem Temperaturbereich von 25 - 150 °C, mehr bevorzugt 25 - 175 °C und ganz bevorzugt 25 - 200 °C. Die Abgabe der Stickoxide (es wird netto mehr abgegeben als eingespeichert) erfolgt vorzugsweise oberhalb einer Temperatur von 300 °C, mehr bevorzugt 350 °C und ganz bevorzugt 400 °C. Derartige Materialien sind dem Fachmann hinlänglich bekannt (US2019120109AA; US2018318763AA; US2015266002AA; WO2019134958A1 ;US2021162382AA).
Sowohl bei den NSCs als auch bei den PNAs ist es bevorzugt, wenn die Speichermate rialien mit NO2 in Kontakt kommen. Dieses kann leichter eingespeichert werden, z.B in Form der Nitrate, als beispielsweise NO. Demzufolge ist es von Vorteil, wenn die Mate rialien zum temporären Speichern von Stickoxiden ebenfalls Katalysatoren zur Oxidation von NO zu NO2 aufweist. Hier kommen für den Fachmann verschiedene Ausführungs formen in Betracht In der Regel werden die Speichermaterialien mit der Oxidation von NO zu NO2 katalysierende Edelmetallen vergesellschaftet. Dies sind insbesondere die Edelmetalle Pt und/oder Pd, die einzeln oder zusammen in einem bestimmten Gewichts verhältnis von 1:10 - 10:1, mehr bevorzugt 1:8 - 8:1 und ganz bevorzugt 1:6 - 6:1 in den Stickoxidspeichermaterialien vorhanden sind.
Die eigentlichen, die Stickoxide temporär speichernden Materialen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Vorliegend kommen solche zum Einsatz, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus K20, Na20, CaO, BaO, MgO, SrO, Ce02, ZrÜ2, Cer- Mischoxide (insbesondere mit AI2O3 oder Zirkonoxid), Zeolithe oder deren Mischungen. Bevorzugt sind Erdalkalimetalloxide, wie BaO, CaO, SrO und/oder Ceroxid und/oder Cermischoxide, insbesondere Cerzirkonmischoxide, in diesem Zusammenhang zu nen nen Ganz besonders bevorzugt sind CeÜ2 und/oder BaO. Viele dieser Materialien be sitzen eine entsprechend gute Bindung für Nitrat (NO3 ). Sie sind im Stande, den ge nannten oben angegebenen Minimalwert für die Stickoxidspeicherung bei nicht über die Maßen großer Beladung zu bewerkstelligen. Vorzugsweise werden Stickoxide temporär speichernde Materialen eingesetzt, welche mehr als 0,05, weiter bevorzugt mehr als 0,1 und ganz bevorzugt mehr als 0,15 mg Stickoxide gerechnet als NO2 pro g Material zu speichern im Stande sind (Bestimmung siehe hinten). Diese, die Stickoxide temporär speichernden Materialen sind in einer ausreichenden Menge im Abgassystem vorhan den. Als bevorzugte Menge für die Beschichtung, die die speichernden Materialien ent hält, hat sich ein Wert von 100 - 500 g/L, vorzugsweise 125 - 450 g/L und ganz bevorzugt 150 - 400 g/L Substratvolumen erwiesen.
Das die Stickoxide temporär speichernde Material kann im Abgasreinigungssystem auf einem oder den schon vorhandenen Aggregaten verteilt werden. Hierbei kann das ent sprechende Material im Verhältnis zu den ggf. schon vorhandenen katalytisch aktiven Materialien in Zonen oder Schichten getrennt zu diesen auf einem oder mehreren Subs traten vorliegen. Als solches bietet es sich an, das die Stickoxide temporär speichernde Material überwiegend auf den ersten TWC1 zu verorten. Die evt. vom TWC1 freigesetz ten Stickoxide können den Rußabbrand im abstromseitigen GPF unterstützen (soge nannte CRT®-Reaktion) Gleichfalls kann bei Einsatz von klassischen Stickoxidspeicher katalysatormaterialien eine Regeneration des Stickoxidspeichers durch motorseitiges Anfetten des Abgas leicht vorgenommen werden. Hierdurch kann der TWC1 mit der Funktionalität eines NSC und der abstromseitige GPF durch Anheben der Abgastempe ratur evt. zusammen regeneriert werden, z.B. kann der NSC entschwefelt und der GPF vom Ruß befreit werden (siehe DE10023439A1)
Alternativ aber bevorzugt kann das die Stickoxide temporär speichernde Material jedoch auch auf einem separaten Durchflusssubstrat angeordnet sein. Hierbei kann dieses Durchflusssubstrat (KAT) nach dem Fachmann bekannten Gesichtspunkten im Abgas reinigungssystem angeordnet werden (siehe Fig. 1 - 3). Bevorzugt ist eine Anordnung, bei der KAT hinter dem TWC1 und vorzugsweise vor dem GPF angeordnet ist. Die Vor teile sind die gleichen wie oben für die Verödung des entsprechenden Materials auf den TWC1 genannten. Insbesondere scheint es von Vorteil zu sein, wenn der KAT in einer Entfernung von 30 - 150 cm, vorzugsweise 30 - 100 cm und ganz bevorzugt 30 - 50 cm abstromseitig zum Ausgang des TWC1 angeordnet ist.
Der KAT weist eine relativ hohe Washcoatbeladung in g/L auf, die von 100 - 500 g/L, bevorzugt 125 - 450 g/L und ganz bevorzugt 150 - 400 g/L reicht. Generell hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die einzelnen Substrate des erfindungsgemäßen Abgas reinigungssystems (TWC1, GPF, TWC2, KAT) hinsichtlich der Größe des Volumens, dass sie einnehmen, in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. So ist von Vorteil, wenn der TWC1 einen Anteil des Volumens am Gesamtsystem einnimmt, wel cher zwischen 20 und 50 Vol -%, bevorzugt 30 - 40 Vol -% liegt. Das GPF sollte einen Volumenanteil von 20 - 60 Vol.-%, bevorzugt 25 - 55 Vol -% bezogen auf das Gesamt system aufweisen. Gleichfalls sollte der Anteil von TWC2 am Gesamtsystem 10 - 40 Vol.-%, bevorzugt 15- 35 Vol.-% betragen. Der KAT aufweisend das Material zum tem porären Speichern von Stickoxiden besitzt einen Anteil von vorzugsweise 5-30 Vol.-%, mehr bevorzugt 10 - 30 Vol -% an dem Gesamtvolumen der Substrate im Abgasreini gungssystem Unter Gesamtsystem wird hier die Summe der Volumina berechnet aus den Außenmaßen der Substrate von TWC1, GPF, TWC2 und KAT verstanden.
Es kann ebenfalls von Vorteil sein, wenn den Stickoxide temporär speichernden Materi alien auch solche zugefügt werden, die befähigt sind, Sauerstoff zu speichern. Letzteres sind die in den TWCs in der Regel eingesetzten Sauerstoffspeichermaterialien. Diese bewirken die Bereitstellung einer sauerstoffreicheren Umgebung, die für die Oxidation von NO zu NO2 vorteilhaft ist. Entsprechende Materialien sind u.a. in der EP2007682A1 , EP 1921044 A2 US6468941B1, US6585944B1 und US20050282698A1 beschrieben. Vorzugsweise kommen diesbezüglich Ceroxide, Cer-Zirkonmischoxide oder mit La, Y, Pr, Nd dotierte Cer bzw. Cer-Zirkonmischoxide in Betracht Die Menge an Sauerstoff speicherndem Material kann vom Fachmann bemessen werden, sollte aber nicht unter 0,2 g/g, vorzugsweise 0,3 g/g bezogen auf das Gesamtgewicht der Stickoxide temporär speichernden Materialien eingesetzt werden.
TWC1 und TWC2 sind moderne Drei-Wege-Katalysatoren. Der Fachmann weiß, welche er für den vorliegenden Zweck einsetzen würde (siehe z.B. WO2019121994A1, WO2019121995A1 , W09535152A1, W02008000449A2, EP0885650A2,
EP1046423A2, EP1726359A1, EP1541220A1, EP1900416B1, EP3045226A1,
W02009012348A1 und EP1974809B1) Drei-Wege-Katalysatoren bestehen im Wesent lichen aus den Komponenten Edelmetall, hochoberflächiges Trägeroxid und Sauerstoff speichermaterial. Die Sauerstoffspeichermaterialien sind insbesondere solche, in denen Cer/Zirkonium/Seltenerdmetall-Mischoxiden Vorkommen. Als Seltenerdmetalloxid kom men beispielsweise Lanthanoxid, Yttriumoxid, Praseodymoxid, Neodymoxid, Samari umoxid und Mischungen von einem oder mehreren dieser Metalloxide in Betracht Be vorzugt sind Lanthanoxid, Yttriumoxid, Neodymoxid und Mischungen von einem oder mehreren dieser Metalloxide. Besonders bevorzugt sind Lanthanoxid, Yttriumoxid und ganz besonders bevorzugt ist eine Mischung von Lanthanoxid und Yttriumoxid in diesem Zusammenhang. Als Trägeroxid kommen für den Fachmann hochoberflächige, temperaturstabile Oxide in Betracht In der Regel sind dies Aluminiumoxide, Silizi umoxide, Zirkonoxide oder Titanoxide oder Mischungen derselben. Insbesondere akti ves Aluminiumoxid ist dem Fachmann in diesem Zusammenhang bekannt. Es bezeich net insbesondere y-Aluminiumoxid mit einer Oberfläche von 100 bis 200 m2/g. Aktives Aluminiumoxid ist in der Literatur vielfach beschrieben und am Markt erhältlich. Es ent hält in der Regel Siliziumoxid oder Lanthanoxid als Stabilisator in einer Menge von bis zu 10 Gew -% bezogen auf das Aluminiumoxid. Drei-Wege-Katalysatoren enthalten als katalytisch aktive Komponenten zumeist Metalle der Platingruppe, wie Pt, Pd und Rh, wobei Pd und Rh besonders bevorzugt sind. Die katalytisch aktiven Metalle sind häufig hochdispers auf den hochoberflächigen Oxiden und/oder den Sauerstoffspeichermateri alien abgeschieden. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Edelmetalle auf dem Sauer stoffspeichermaterial vorfixiert werden, bevor dieses mit den übrigen Bestandteilen in die Beschichtungsmischung vermengt wird. Bei den TWCs sind gezonte oder geschich tete Ausführungsformen mittlerweile der Normalfall In einer bevorzugten Ausführungs form besitzt zumindest der TWC1 einen 2-Schichtaufbau, vorzugsweise wie in EP3247493A1 beschrieben.
Die Drei-Wege-Katalysatoren werden durch einen dem Fachmann geläufigen Beschich tungsschritt vorzugsweise auf ein Durchflusssubstrat aufgebracht Durchflusssubstrate sind im Stand der Technik übliche Katalysatorträger, die aus Metall (corrugated carrier, z.B. W017153239A1, WO16057285A1, WO15121910A1 und darin zitierte Literatur) oder keramischen Materialien bestehen können. Bevorzugt werden feuerfeste Kerami ken wie zum Beispiel Cordierit, Siliziumcarbit oder Aluminiumtitanat etc eingesetzt. Die Anzahl der Kanäle pro Fläche wird durch die Zelldichte charakterisiert, welche üblicher Weise zwischen 300 und 900 Zellen pro Quadrat inch (cells per square inch, cpsi) liegt. Die Wanddicke der Kanalwände beträgt bei Keramiken zwischen 0,5 - 0,05 mm.
Der TWC1 ist erfindungsgemäß vorzugsweise motornah verbaut. Dies bedeutet, dass zwischen dem Turbolader und der einlassseitigen Stirnfläche des TWC1 lediglich 1 -40 cm Entfernung liegen. Bevorzugt ist der Katalysator TWC1 2 - 30 cm und ganz bevor zugt 3 - 20 cm vom Turbolader entfernt verbaut. Der GPF kann in einigem Abstand vom TWC1, z.B. im Unterboden des Fahrzeugs verbaut werden. Bevorzugt ist jedoch Aus führungsform, in der der GPF recht nahe am auslassseitigen Ende des TWC1 verbaut wird. Bevorzugt ist der Abstand zwischen auslassseitiger Stirnfläche des TWC1 und GPF 1 - 60 cm, mehr bevorzugt 2 - 50 cm und ganz bevorzugt 3 - 40 cm. Der TWC2 ist entweder direkt nach dem Filter in einer motornahen Position verbaut, oder kommt im Unterboden des Fahrzeugs im Abgassystem zum Einsatz. Dadurch ist die Temperatur belastung dieses TWCs eine andere als die des TWC1. Aus diesem Grund können sich die beiden TWCs in einigen Charakteristika voneinander unterscheiden. Bevorzugt weist der TWC2 eine geringere Washcoatbeladung als der TWC1 auf. Bevorzugt besteht der TWC1 aus mindestens 2-4 verschiedenen Drei-Wege-Katalysatorschichten oder Zonen, während der TWC2 bevorzugt aus mindestens 1-2 Drei-Wege-Katalysatorschichten oder Zonen besteht. Die TWCs weisen eine übliche Washcoatbeladung auf. Diese liegt vorzugsweise bei 100-400 g/L, mehr bevorzugt 125-375 g/L und ganz bevorzugt 150 - 325 g/L. In einerweiteren Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Washcoatbeladung in g/L des TWC1 größer ist als die des TWC2, insbesondere um einen Faktor zwischen 1,25 - 4, mehr bevorzugt 1,5 - 3. Zudem ist die Edelmetallkon zentration in g/L auf dem TWC1 bevorzugt größer als auf dem TWC2, insbesondere um einen Faktor 1 ,25 - 20, mehr bevorzugt 1,5 - 10.
Der GPF hat die Form eines Wandflussfilters. Als Wandflussfilter können alle im Stand der Technik üblichen keramischen Materialien eingesetzt werden. Bevorzugt werden po röse Wandflussfiltersubstrate aus Cordierit, Siliziumcarbid oder Aluminiumtitanat einge setzt. Diese Wandflussfiltersubstrate weisen An- und Abströmkanäle auf, wobei jeweils die abströmseitigen Enden der Anströmkanäle und die anströmseitigen Enden der Ab strömkanäle gegeneinander versetzt mit gasdichten „Stopfen“ verschlossen sind. Hier bei wird das zu reinigende Abgas, das das Filtersubstrat durchströmt, zum Durchtritt durch die poröse Wand zwischen An- und Abströmkanal gezwungen, was eine exzel lente Partikelfilterwirkung bedingt. Durch die Porosität, Poren-/Radienverteilung, und Di cke der Wand kann die Filtrationseigenschaft für Partikel ausgelegt werden. Das Kata lysatormaterial kann in Form der erfindungsgemäßen Beschichtungssuspension auf die porösen Wände der An- und Abströmkanäle aufgetragen werden. Die Porosität der Wandflussfilter beträgt in der Regel mehr als 40%, generell von 40% bis 75%, besonders von 45% bis 70% [gemessen nach DIN 66133 - neueste Fassung am Anmeldetag]. Die durchschnittliche Porengröße (Durchmesser) beträgt wenigstens 3 pm, z.B. von 3 pm bis 34 pm, bevorzugt mehr als 5 pm, insbesondere von 5 pm bis 28 pm oder von 7 pm bis 22 pm [gemessen nach DIN 66134 neueste Fassung am Anmeldetag].
Der GPF kann unbeschichtet, mit einer trockenen Pulverbeschichtung oder mit einer ggf. zusätzlichen, naßtechnisch hergestellten Beschichtung versehen im erfindungsgemä ßen System zum Einsatz kommen (EP3595796A1, W02020200394A1 ,
W02020200397A1). Entsprechende naßtechnisch hergestellte Filter mit verbesserter Filterwirkung werden in der WO2019121375A1 bzw. W02020200398A1 vorgestellt. Al ternativ oder kumulativ kommt ebenfalls die Beschichtung mit einem trockenen Pulver in Betracht (siehe hierzu z.B. DE102018108346A1, US8277880B2). In erster Linie wird hierdurch ebenfalls die Filtrationseffizienz des Filters verbessert, ohne den Abgasgegen druck des Filters über die Maßen zu verschlechtern. Der GPF kann jedoch auch eine katalytische Beschichtung beherbergen. In der Regel wird es sich dabei vorliegend um eine Beschichtung mit einem Drei-Wege-Katalysator handeln. Die Zusammensetzung entspricht den oben erfolgten Ausführungen. Somit können alle Aggregate im erfin dungsgemäßen Abgasreinigungssystem katalytisch aktive Edelmetalle der oben ange gebenen Provenienz aufweisen. In einer vorteilhafte Ausführungsform hat der GPF da bei eine höhere Edelmetallkonzentration in g/L Substratvolumen als der TWC2. Sofern vorhanden besitzt auch der KAT eine höhere Edelmetallkonzentration in g/L Substratvo lumen als der TWC2. Beide genannten Ausführungsformen können je nach Anwen dungsfall jedoch auch reziprok gesehen Vorkommen. In einem besonderen Fall kann der TWC2 so ausgebildet sein, dass er lediglich Rhodium als Edelmetall aufweist.
Sofern der GPF mit einer Beschichtung versehen ist, so liegt die Washcoatbeladung bei 10 - 200 g/L, vorzugsweise 20- 175 g/L und ganz bevorzugt 25- 150 g/L. Damit über trifft die Washcoatbeladung g/L des KAT vorzugsweise diejenige des GPFs. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Funktion zum temporären Speichern von Stickoxiden unterge bracht auf einem separaten Durchflusssubstrat (KAT) eine größere Washcoatbeladung in g/L aufweist als der GPF.
„Electrically heated catalyst“ (EHC) sind spezielle Katalysatorkörper, die durch das An legen einer Stromquelle erwärmt werden können. Der Vorteil derartiger Systeme liegt darin, dass Betriebszustände des Abgasreinigungssystems vermieden werden, in denen die Katalysatoren aufgrund niedriger Temperaturen nicht oder nicht mehr ausreichend aktiv sind. Solche Betriebszustände existieren im Wesentlichen, wenn das Fahrzeug erst kürzlich gestartet wurde. Durch schnelles elektrisches Aufheizen der Katalysatorsub strate, können die darauf befindlichen Katalysatoren auf Umsetzungstemperatur ge bracht werden und so der Ausstoß unumgesetzter Schadstoffe verringert werden. Vor liegend ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest eines der im System vorhandenen Katalysatorsubstrate (TWC1 , GPF, TWC2 oder KAT) ein elektrisch beheizbares Substrat ist. Ganz bevorzugt ist, wenn dies der TWC1 ist. Dieser ist aufgrund seiner Positionie rung im System als erstes auf Arbeitstemperatur. Daher ist der Einsatzes von Strom hier am geringsten, was gerade im Hinblick auf hybride Anwendung äußerst bevorzugt ist, da die Batterie geschont werden kann. Entsprechende EHC-Systeme in Hybridvehikeln sind dem Fachmann bekannt (US8776500BB).
Um die Schadstoffe, welche in den Kaltlaufbedingungen vom Fahrzeug emittiert werde, weiter zu reduzieren, kann sich im erfindungsgemäßen Abgasreinigungssystem eine so genannte Kohlenwasserstofffalle (hydrocarbon trap; HCT) befinden. Die HCT nimmt aus dem Abgas die emittierten Kohlenwasserstoffe bei niedrigen Temperaturen von weniger als 200°C, vorzugsweise weniger als 250°C auf (Nettoaufnahme). Die HCT kann mit einem Oxidationskatalysator vergesellschaftet sein. Als solches kommen Platin und/oder Palladium und/oder Rhodium in Frage Als Ausgestaltungen und Materialien für die HCT kommen insbesondere solche aus der US20190351397AA, US20190351398AA oder US20190351393AA in Frage. Als Speichermaterial werden äußerst vorzugsweise Zeo lithe wie Beta, die mit einem Übergangsmetall wie Eisen oder Kupfer ausgetauscht sind, verwendet.
Ebenfalls vorteilhaft ist ein erfindungsgemäßes System, welches zusätzlich einen Kata lysator zur Verminderung der Emissionen von NH3 aufweist (ammonia slip catalyst; ASC). Dieser kommt vorzugsweise im hinteren Teil des erfindungsgemäßen Systems, besonders bevorzugt auf dem TWC2 zum Einsatz Dieser hat die Aufgabe, Ammoniak, welches bei der Überreduktion von Stickoxiden gebildet wird, zu vermindern. Mit Oxida tionsmitteln, wie z.B. Sauerstoff oder weiteren Stickoxiden, kann Ammoniak über diesem Katalysator in unschädlichen Stickstoff umgewandelt werden. Derartige Katalysatoren sind dem Fachmann hinlänglich bekannt (EP3484602B1). Der ASC kann auch auf dem Filter beheimatet sein (EP3298252A1).
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen eines überwiegend stöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotors, bei dem das Abgas über ein Abgasreinigungssystem nach einem der vorhergehenden An sprüche geleitet wird. Die für das System benannten bevorzugten und alternativen Aus führungsformen gelten mutatis mutandis auch für das Verfahren
Mit dem Abgassystem und dem vorgestellten Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist es möglich, die Abgasgrenzwerte zukünftiger noch strengerer Abgasnormen einhal- ten zu können. Neben den Standardwerten wie HC, CO, NOx und Ruß erlaubt das er findungsgemäße System auch die Reduzierung sogenannter sekundärer Schadstoffe, wie z.B. NH3, N2O und andere. Im Speziellen die motornahe Anordnung des TWC1 er möglicht sehr hohe Umsatzraten für die emissionsrelevanten Schadstoffe CO, HC und NOx. Der zusätzliche TWC2 kann ggf. unterstützend wirken und vor allen in Betriebs punkten mit hoher Last und Abgasmassenströmen helfen, die hohen Konversionsraten von CO, HC und NOx sicherzustellen. Die Verwendung des Partikelfilters hingegen, führt zu signifikanten Abscheideraten von Ruß, sodass die gegebenen Emissionsgrenzwerte sicher eingehalten werden können. Dem Fachmann ist hinlänglich bekannt, dass klassi sche Dreiwegekatalysatoren in den entsprechenden Temperaturregimen und Motorbe triebspunkten Stickoxide nicht vollständig reduzieren können. Schließlich wird durch Ver wendung von Stickoxide temporär speichernden Materialien, z.B. in einem separaten Katalysatorsubstrat (KAT) sichergestellt, dass vor allem im Kaltstart gebildete Stickoxide zusätzlich signifikant reduziert werden können. Damit ist ein solches System prädesti niert dafür in Automobilen eingesetzt zu werden, die zukünftige strenge Abgasgrenz werte für eine Zulassung einhalten müssen.
Figuren:
Fig. 1 : Zeigt ein erfindungsgemäßes mit KAT in der finalen Position
Fig 2: Zeigt ein erfindungsgemäßes mit KAT in der Position vor dem TWC2.
Fig 3: Zeigt ein erfindungsgemäßes mit KAT in der motornahen Position. Fig 4: Bestimmung der Stickoxidspeicherfähigkeit
Figur 5: Gemittelte Beutelemissionen für THC/NMHC/CO/NOx der beiden Abgasnach behandlungssysteme TWC-GPF-TWC und TWC-GPF-TWC+KAT im Vergleich.
Beispiele:
Bestimmung der Stickoxidspeicherfähigkeit:
Die Stickoxidspeicherfähigkeit/-kapazität wird experimentell in einem Strömungsrohrre- aktor bestimmt. Aus dem Bereich des Katalysatorsubstrats, dessen Stickoxidspeicher kapazität bestimmt werden soll, wird ein Bohrkern als Prüfling entnommen. Bevorzugt wird ein Bohrkern mit 1 Zoll Durchmesser und 3 Zoll Länge als Prüfling entnommen. Der Bohrkern wird in den Strömungsrohrreaktor eingesetzt und bei einer Temperatur von 650 °C Fett-/Magerzyklen von jeweils 10 Sekunden mit in einer Gasatmosphäre aus 500 ppm Stickstoffmonoxid, 7 Vol-% Sauerstoff, 10 Vol -% Wasser, 10 Vol-% Kohlen stoffdioxid, 50 ppm Kohlenwasserstoffe (Propan/Propen 17/33) und Rest Stickstoff in den Magerphasen und einer Gasatmosphäre aus 500 ppm Stickstoffmonoxid, 55000 ppm Kohlenstoffmonooxid, 1 Vol-% Sauerstoff, 10 Vol.-% Wasser, 10 Vol-% Kohlenstoff dioxid, 50 ppm Kohlenwasserstoffe (Propan/Propen 17/33) und Rest Stickstoff in den Fettphasen mit einer Raumgeschwindigkeit von 50000 Ir1 für 15 Minuten konditioniert. Anschließend folgen 10 Fett-Magerzyklen von jeweils 10 Sekunden bei 650°C mit einer Raumgeschwindigkeit von 30000 Ir1 und einer Gasatmosphäre aus 0 ppm Stickstoffmo noxid, 1 Vol-% Sauerstoff, 0 Vol.-% Wasser, 0 Vol-% Kohlenstoffdioxid, 0 ppm Kohlen wasserstoffe und Rest Stickstoff in den Magerphasen und einer Gasatmosphäre aus 0 ppm Stickstoffmonoxid, 20000 ppm Kohlenstoffmonooxid, 0 Vol-% Sauerstoff, 0 Vol.-
% Wasser, 0 Vol-% Kohlenstoffdioxid, 0 ppm Kohlenwasserstoffe (Propan/Propen 17/33) und Rest Stickstoff in den Fettphasen Anschließend wird unter Stickstoff bei ei ner Raumgeschwindigkeit von 50000 Ir1 auf eine Temperatur von 350°C abgekühlt. An schließend folgt eine Konditionierung von 3 Fett-Magerzyklen von jeweils 20 Sekunden bei 350°C mit einer Raumgeschwindigkeit von 35000 Ir1 und einer Gasatmosphäre aus 0 ppm Stickstoffmonoxid, 1 Vol-% Sauerstoff, 0 Vol.-% Wasser, 0 Vol-% Kohlenstoffdi oxid, 0 ppm Kohlenwasserstoffe und Rest Stickstoff in den Magerphasen und einer Gas atmosphäre aus 0 ppm Stickstoffmonoxid, 20000 ppm Kohlenstoffmonooxid, 0 Vol-% Sauerstoff, 0 Vol -% Wasser, 0 Vol-% Kohlenstoffdioxid, 0 ppm Kohlenwasserstoffe (Propan/Propen 17/33) und Rest Stickstoff in den Fettphasen Anschließend wird unter Stickstoff bei einer Raumgeschwindigkeit von 50000 Ir1 auf eine Temperatur von 250°C abgekühlt und nach Stabilisierung der Temperatur die Stickoxidspeicherfähigkeit durch Aufschalten eines Gasgemisches aus 500 ppm Stickstoffmonooxid, 8 vol -% Sauerstoff, 10 Vol -% Wasser und 10 Vol-% Kohlenstoffdioxid bei einer Raumgeschwindigkeit von 30000 h_1 bestimmt. Dieses Gasgemisch bleibt so lange aufgeschaltet, bis der NOx-Um- satz über den Prüfling kleiner als 10% beträgt. Diese Sequenz ist auch in Figur 4 abge bildet. Der so bestimmte Wert stellt die maximale Speichermenge des Stickstoffspeicher katalysators dar. Sie wird mit dem Gesamtsubstratvolumen im anvisierten System in Re- lation gesetzt.
Experimentelle Daten:
Ein Euro 6 Benzinfahrzeug mit 1,5L Dl Motor wurde mit einem künstlich auf End-of-Life- gealterten Abgassystem bestehend aus einem ersten motornahen TWC mit 1 ,26L Kata- lysatorvolumen (Substratdimensionen 118, 4mmx114,3mm) und einer konventionellen Dreiwege-Beschichtung mit 1 ,77 g/L Edelmetall (0/92/8 Pt/Pd/Rh), einem abströmseitig angeordneten, unbeschichteten GPF mit 1,39L Katalysatorvolumen (Substratdimensio nen 132,1mmx101,6mm) und einem im Unterboden angeordneten, zweiten TWC mit 1,26L Katalysatorvolumen (Substratdimensionen 118, 4mmx114,3mm) und einer kon- ventionellen Dreiwege-Beschichtung mit 0,83 g/L Edelmetall (0/80/20 Pt/Pd/Rh) und auf einem Rollenprüfstand in einem RTS aggressiven Fahrzyklus gefahren. Dieses System wird als TWC-GPF-TWC Referenzsystem bezeichnet und hat ein Gesamtsubstratvolu men von 3,9L Dabei wurden die Emissionen THC, NMHC, CO, NOx, NH3 und N2O ge messen, die dafür zu verwendende Messtechnik ist dem Fachmann bekannt. Dargestellt ist jeweils der Mittelwert aus mehreren Messungen.
Dem gegenüber gestellt wurde ein System nach den hier genannten Patentansprüchen. Dazu wurde dasselbe Euro 6 Benzinfahrzeug mit 1,5L Dl Motor mit einem künstlich auf End-of-Life-gealterten Abgassystem bestehend aus einem ersten motornahen TWC mit 1,26L Katalysatorvolumen (Substratdimensionen 118, 4mmx114,3mm) und einer kon- ventionellen Dreiwege-Beschichtung mit 1 ,77 g/L Edelmetall (0/92/8 Pt/Pd/Rh), einem abströmseitig angeordneten, unbeschichteten GPF mit 1 ,39L Katalysatorvolumen (Sub stratdimensionen 132,1mmx101,6mm), einem im Unterboden angeordneten zweiten TWC mit 0,63L Katalysatorvolumen (Substratdimensionen 118,4mmx57,2mm) und einer konventionellen Dreiwege-Beschichtung mit 0,83 g/L Edelmetall (0/80/20 Pt/Pd/Rh) und einem abströmseitig davon angeordneten KAT mit 0,50L Katalysatorvolumen (Substrat dimensionen 105,7mmx57,2mm) und einer Beschichtung, die zusätzlich temporär Stick oxide speichern kann, mit 1,34 g/L Edelmetall (79/8/13 Pt/Pd/Rh) und auf einem Rollen prüfstand in einem RTS aggressive Fahrzyklus gefahren. TWC-GPF-TWC+KAT Systems verglichen mit dem des TWC-GPF-TWC Referenzsystems. Bei gleichem Volu men des TWC2 bzw. TWC2/KAT in beiden Systemen ergibt sich ein Vorteil hinsichtlich der Stickoxidumsetzung und überraschender Weise auch der Kohlenwasserstoffemissi onen für das erfindungsgemäße System.

Claims

Patentansprüche
1. Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasen eines überwiegend stöchio metrisch betriebenen Verbrennungsmotors aufweisend einen motornahen TWC1 auf einem Durchflusssubstrat, einen abstromseitig zum TWC1 angebrachten GPF und abstromseitig zum GPF einen weiteren TWC2 auf einem Durchfluss substrat, dadurch gekennzeichnet, dass das System zusätzlich Materialien zum temporären Speichern von Stickoxiden in einer separaten Beschichtung aufweist, wobei dieses zusätzliche Material ausge- wählt ist aus der Gruppe bestehend aus K2O, Na20, CaO, BaO, MgO, SrO,
CeÜ2, ZrÜ2, Cer-Mischoxide Zeolithe oder deren Mischungen, wobei dieses Ma terial zu mehr als 50 Gew.-% in der Beschichtung vorhanden ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien zum temporären Speichern von Stickoxiden ebenfalls Katalysato ren zur Oxidation von NO zu NO2 aufweist.
3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung, die die Stickoxid speichernden Materialien enthält in einer Menge von 100 - 500 g/L Substratvolumen vorhanden ist.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien zum temporären Speichern von Stickoxiden auf einem separaten Durchflusssubstrat angeordnet ist.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mit den Materialien zum temporären Speichern von Stickoxiden eine Anteil von 5-30 Vol.-% an dem Gesamtvolumen der Substrate im Abgas reinigungssystem ausmacht.
6. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mit den Materialien zum temporären Speichern von Stickoxiden eine größere Washcoatbeladung in g/L aufweist als der GPF.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Washcoatbeladung in g/L des TWC1 größer ist als die des TWC2.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallkonzentration in g/L des TWC1 größer ist als die des TWC2.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Substrat elektrisch beheizbar ist.
10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der GPF eine filtrationssteigernde Beschichtung aufweist.
11. Verfahren zur Reinigung von Abgasen eines überwiegend stöchiometrisch betrie benen Verbrennungsmotors, bei dem das Abgas über ein Abgasreinigungssys tem nach einem der vorhergehenden Ansprüche geleitet wird.
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