Katalysatorträgern

Katalysatorträgern sind Trägerstrukturen, auf denen Katalysatoren verteilt werden, um chemische Reaktionen zu ermöglichen. Sie bieten eine große Oberflächenfläche, mechanische Stabilität und eine effektive Wärme- und Strömungsverteilung. In der Praxis kommen sie vor allem in Automobilabgaskatalysatoren und in industriellen Festbettreaktoren zum Einsatz, wo Aktivkatalysatoren eine effiziente Zersetzung oder Umwandlung von Substraten ermöglichen.

Zwei Haupttypen sind keramische und metallische Träger. Keramische Monolithen verwenden meist Cordierit als Basis und zeichnen sich durch eine Wabenstruktur aus, die viel Oberfläche bei geringem Druckverlust bietet. Metallträger bestehen aus hitzebeständigen Legierungen und eignen sich, wenn höhere Temperaturen oder aggressivere Prozesse anstehen.

Vor dem Einsatz werden die Träger mit einer porösen Beschichtung, dem Washcoat, versehen. Dieser Beschichtungsschicht (z. B. Al2O3, TiO2) dient als Bindemittel und sorgt für zusätzliche Oberfläche. Auf dem Washcoat werden die aktiven Edelmetallkatalysatoren (Pt, Pd, Rh) verteilt, um Reaktivität und Haltbarkeit zu erreichen.

Wesentliche Eigenschaften sind hohe Oberflächenfläche, gute Wärmeleitfähigkeit, chemische Beständigkeit und mechanische Festigkeit. Herausforderungen umfassen Sinterung der Metallpartikel, Verschmutzungen und Temperaturwechsel. Forschung zielt auf verbesserte Beschichtungen, bessere Materialien und längere Lebensdauer.

Typische Anwendungen umfassen Fahrzeugabgaskatalysatoren und industrielle Reaktoren wie Reforming- oder Hydrierungssysteme. Bei End-of-Life werden Katalysatorträger oft recycelt, um Edelmetalle zurückzugewinnen, während der Träger abhängig vom Zustand wiederverwendet oder entsorgt wird.