CatVap® – Kraftstoff-flexible Aufheiztechnologie zur Verringerung der Emissionen von Verbrennungsmotoren

Die vom Fraunhofer ISE entwickelte und patentierte CatVap®-Technologie (CATalytic eVAPoration process) zur Kraftstoffaufbereitung dient der Reduktion lokaler Emissionen (NOx, Ruß etc.) von Verbrennungsmotoren sowie der effizienten Reformierung von Kraftstoffen und Energieträgern. Unter Einsatz von regenerativen Kraftstoffen ermöglicht die kraftstoffflexible Aufheiztechnologie somit ein nahezu emissionsfreies Fahrzeug (Well-to-Wheel-Betrachtung). Das Fraunhofer ISE hat das System vom Labormuster bis zum realen Einsatz auf der Straße entwickelt.

Herausforderung:

Fahren Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor beispielsweise mit sehr niedrigen Fahrgeschwindigkeiten und dementsprechend niedrigen Abgastemperaturen, kann das heutige Euro-VI-Abgasreinigungssystem die schädlichen Stickoxidemissionen nicht vollständig reduzieren. Die Verbesserung der Kaltstartfähigkeiten von Verbrennungsmotoren ist eine Grundvoraussetzung für die Einhaltung zukünftiger Emissionsgesetzgebungen. Es bedarf neuer Technologien zur Kraftstoffaufbereitung, die sowohl ökologisch als auch ökonomisch nachhaltig sind.

Lösung:

Die Kraftstoffaufbereitungstechnologie CatVap® kann direkt nach dem Motor und vor der Abgasnachbehandlungsanlage angekoppelt werden. Durch die Ausstattung der Abgasnachbehandlung mit CatVap® sind im Kaltstart nur 20 Sekunden elektrische Aufheizung notwendig, um den Catvap®-Prozess zu starten: CatVap® heizt das Abgasnachbehandlungssystem schnell und effizient mit chemischer Energie auf. Dieser Prozess übersteigt die Leistung der herkömmlichen elektrischen Heizung um mehr als das 20-fache. Mit dem erwärmten Abgassystem können die Schadstoffemissionen – insbesondere die von Stickoxiden – nahezu vollständig entfernt werden. Die Aufheiztechnologie ist so effizient, dass sie diese Minderung der Emissionen ohne Kraftstoffmehrverbrauch realisieren kann.

Die Technologie ist kraftstoffflexibel und kann neben dem normalen Diesel-Kraftstoff ohne Modifikationen auch mit strombasierten Kraftstoffen (E-Fuels) und mit Biokraftstoffen wie Hydrierte Pflanzenöle (HVO) genutzt werden.

Ziel:

Ziel der neuen CatVap®-Technologie ist es, Treibhausgas- und Schadstoffemissionen, wie beispielsweise Stickoxide, überwiegend im Bereich von Nutzfahrzeugen, aber auch Offroadfahrzeugen und Schiffen substanziell zu reduzieren. CatVap® hat ein hohes Potenzial, Sekundäremissionen gemäß den 2026 eingeführten Euro 7 / VII Emissionsgrenzwerten ohne Zusatzmaßnahmen zu reduzieren. 

Die Kombination aus erneuerbaren Kraftstoffen und einer robusten Aufheiztechnologie wie CatVap® ist notwendig, um entsprechend schnell und effizient die Reduktionsziele für CO₂-Emissionen erreichen zu können.

Umsetzung:

Die Expertinnen und Experten des Geschäftsfeldthemas Nachhaltige Syntheseprodukte am Fraunhofer ISE haben CatVap® entwickelt und patentiert.

Anschließend wurde die Kraftstoffaufbereitungstechnologie zusammen mit der Albonair GmbH, einem Unternehmen mit Expertise in der Abgasnachbehandlung, erfolgreich als Aufheiz- und Warmhaltemaßnahme sowie als Dieselpartikelfilter-Regenerationssystem an Nutzfahrzeugmotoren in Pilotprojekten getestet.

Auch auf der Straße überzeugt die Technologie: Das System wurde hinter dem Motor eines Lkw mit einer zulässigen Gesamtmasse von 12 Tonnen montiert und zeigte bei verschiedenen anspruchsvollen Testfahrten eine effektive Schadstoffreduzierung. Gemeinsam mit ambitionierten Lkw-Herstellern möchte das Fraunhofer ISE und die Albonair GmbH nun das Ziel eines serienreifen Produkts vorantreiben.

Sie möchten CatVap® in Ihre Anwendung bringen? Gemeinsam mit ambitionierten Lkw-Herstellern möchten wir serienreife Produkte entwickeln und vermarkten.

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