Hydrogen assisted ammonia SCR for removal of NOx from diesel engines

Projektet havde til formål at udvikle et konkurrencedygtigt system til fjernelse af NOx fra dieselmotorer, delvist baseret på H2-assisteret selektiv katalytisk reduktion af NOx med ammoniak. Det er gennem projektet konstateret, at det er muligt at forøge NOx konvertering ved lavere temperatur ved hjælp af katalysatoren .
Projektet havde til formål at udvikle et konkurrencedygtigt system til fjernelse af NOx fra dieselmotorer, delvist baseret på H2-assisteret selektiv katalytisk reduktion af NOx med ammoniak. Det er gennem projektet konstateret, at det er muligt at forøge NOx konvertering ved lavere temperatur ved hjælp af katalysatoren .
Projektbeskrivelse
Forurening med nitrogenoxider (NOx, x = 1, 2) er et alvorligt miljøproblem i byområder. Som følge af lav udstødningstemperatur er NOx fra personbiler udstyret med små dieselmotorer den sværeste kilde at håndtere. Den mest effektive måde at fjerne NOx fra dieselmotorer er SCR (Selective Catalytic Reduction), hvor ammoniak injiceres og reageres med NOx under dannelse af N_2 over egnede katalysatorer. For at opnå tilstrækkelig aktivitet af kendte SCR-katalysatorer i temperaturintervallet 200 - 300 grader C, er det nødvendigt at tage ekstra forholdsregler. I dag er den foretrukne løsning at oxidere en del NO (den dominerende del af NOx udsendes fra motoren) til NO_2 inden SCR-katalysatoren. Denne løsning har en række ulemper. Med dette projekt er det målet at lægge fundamentet for et nyt energieffektivt SCR system uden disse ulemper. Arbejde vil blive baseret på, at der findes katalysatorer, hvor lavtemperatur-SCR-aktiviteten øges betydeligt når brint og ammoniak doseres samtidigt. Indledende forsøg viser, at når disse katalysatorer kombineres med kendte SCR-katalysatorer og når den krævede H_2 minimeres og fås ved spaltning af ren ammoniak kan en elegant og energieffektiv SCR-løsning være inden for rækkevidde. Da mindre dieseldrevne biler er de konventionelle biler med det laveste brændstofforbrug vil løsningen potential have en positiv effekt på både CO_2-emissioner og luftkvalitet. (ENMI statusrapport 2010)
Resultater

H2-assisteret ammoniak SCR Projektet er finansieret af Det Danske Strategiske Forskningsråd med det formål at udvikle et konkurrencedygtigt system til fjernelse af NOx fra dieselmotorer, er delvist baseret på H2-assisteret selektiv katalytisk reduktion af NOx med ammoniak.

Markedet for de lette dieselbiler er vokset i løbet af de sidste ti år i Europa og også i USA. Grunden til dette er betydeligt mindre brændstofforbrug dieselmotorer relateret til benzin, hvilket betyder bedre brændstoføkonomi og lavere CO2-emissioner.  Den ned side af dieselmotorer er den højeste udledning af skadelige  NOx og sod (fine partikler), i forhold til benzindrevne køretøjer med tre-vejs katalysatorer (TWC). Et karakteristisk træk ved dieselmotoren er, at den fungerer under ikke-støkiometrisk forhold luft / brændstof med overskud af luft, såkaldt lean forhold. TWCs anvendes til benzinbiler kan ikke reducere NOx fra udstødningsgassen, der indeholder overskud af oxygen og derfor andre katalysatorer skal anvendes til fjernelse af NOx fra dieseludstødning.
I dag er der to efterbehandling teknologier til at sænke NOx-emission fra dieseldrevne køretøjer: selektiv katalytisk reduktion (SCR) med ammoniak eller urea (AdBlue) og Nox fælder. SCR er den mest robuste og energieffektive af de to (energieffektivitet = forbedret brændstoføkonomi). Urea-SCR er meget brugt til tunge lastbiler at overholde Euro V. Det er også implementeret i et par lette køretøjer. Den strengere amerikanske tier 2, bin 5 (2009) og den kommende og 6 Euro (2014) kunne se efterspørgslen efter SCR på lette køretøjer stige.
Lette dieselmotorer har udstødning med lav temperatur. Det er svært for katalysator producenter siden fordi den lave temperatur aktivitet SCR-katalysator stadig er en udfordring.
De opnåede resultater gennem projektet konstateret, at det er muligt at forøge NOx konvertering ved lavere temperatur ved hjælp af katalysatoren undersøges og optimeres under projektet.
De opnåede resultater i projektet har positiv indvirkning på samfundet. Det er regeringens politik at reducere NOx-emission fra dieselmotorer. Da effektiviteten af dieselmotorer bliver højere i reaktion på at sænke CO2-udledningen, der er et klart behov for at finde katalysatorer og systemer, medvirke til at reducere NOx-emission ved lave temperaturer. Resultaterne af projektet bidrager i hvert fald i dette aspekt.
 

Key figures

Periode:
2010 - 2014
Bevillingsår:
2009
Egen finansiering:
4,70 mio.
Støttebeløb:
10,40 mio.
Støtteprocent:
69 %
Projektbudget:
15,10 mio.

Kategori

Fælles overordnet teknologiområde
Andet
Journalnummer
ENMI 09-067233

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
HALDOR TOPSØE A/S
AMMINEX A/S
Chalmers University of Technology

Kontakt

Kontakperson
Ib Chorkendorff
Adresse

Danmarks Tekniske Universitet. Institut for Fysik (DTU Fysik)
DK-2800 Kgs. Lyngby
www.fys.dtu.dk

Øvr. Partnere: Haldor Topsøe A/S; Amminex A/S; Chalmers Tekniska Högskola (SE)

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk