Wie funktioniert eigentlich: Ein Katalysator?

Wissen für Technikfans: PKW.de erklärt, wie die Abgase sauberer werden.
Ein Katalysator von innen.
So sieht es im innern des Katalysators aus. Das Wabendgeflecht ist mit einem Edelmetall beschichtet. Slavoljub Pantelic / Shutterstock.com
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Einleitung von Jonas Futschik, Redakteur bei PKW.de 13.12.2017

Sie lassen den Motor an. Benzin verbrennt und bewegt dabei Zylinder. Der Rest sind Kohlendioxid, Schwefeloxid, Kohlenmonoxid und ein paar andere Verbrennungsprodukte. Nicht nur radikale Umweltschützer und Eisbären wissen, dass Autoabgase eigentlich nicht in die Umwelt gelangen sollten. Wie aber soll man das verhindern? Ein großer Ballon, in dem Auspuffgase aufgefangen werden, kann ja nicht die Lösung sein. Ein Korken im Endrohr bekommt dem Motor auch nicht gut. Die Lösung, oder zumindest ein Lösungsansatz, ist der Katalysator. Ein Bauteil, das heute in jedem neuen Auto verbaut sein muss. Wie aber funktioniert die Abgasnachbehandlung? Die Sommeliers von PKW.de haben die Abgasgeschmacksprobe durchgeführt und wissen jetzt, wie der Kat funktioniert.

Vor dem Katalysator: Benzin und Feuer

Wenn Benzin verbrennt, reagiert es mit dem Sauerstoff in der Luft. Das nennt man Oxidation. Dabei entsteht Gas, Wärme und, wenn die Reaktion unter den richtigen Bedingungen stattfindet, eine Explosion, mit der sich Kolben durch einen Zylinder treiben lassen. So weit, so Ottomotor. Was die Erfinder dieser Maschine nicht bedachten, sind die Reste. Damals hatten die Pinguine noch Eisschollen unter den Füßen, die Umwelt war höchstens als Hintergrund für die Gärten der Reichen wichtig und Gut und Böse waren klar verteilt. Eine simplere Zeit. Erst in den Fünfzigerjahren wurde klar, dass es so auf Dauer nicht weitergehen konnte. Eine Lösung für das Abgasproblem musste her. Man erdachte verschiedene Ansätze und am Ende war klar: Nur eines der seltensten Metalle der Welt konnte die Lösung bringen: Platin.

Im Katalysator stecken edelste Metalle

Moment mal! Platin? Genau, das Zeug, aus dem die teuersten Schmuckstücke der Welt gefertigt werden. Das ist auch einer der Gründe für den hohen Preis eines neuen Katalysators. Warum also ausgerechnet Platin? Das Edelmetall ist, was in der Chemie als katalytisch aktiv bezeichnet wird. Es begünstigt also Reaktionen, die aus den giftigen Auspuffgasen harmlose Stoffe machen. Weil es an dieser Stelle nicht um Elektronenpaarbindungen und Aktivierungsenergien gehen soll, hier eine Verdeutlichung: Paul und Karl treffen sich in einer Bar. Sie mögen sich nicht besonders, ignorieren sich aber den ganzen Abend lang und beide gehen friedlich nach Hause. Was aber passiert, wenn jetzt ein katalytisches Material in der Mischung landet? Paul und Karl haben beide ein Auge auf Jana geworfen, die zufällig auch in der Bar sitzt. Beide suchen ihre Nähe, denn die „Chemie“ scheint zu stimmen, aber keiner von beiden will den anderen in der Nähe haben. Es kommt, wie es kommen muss, erst fliegen böse Worte, dann Fäuste. Karl und Paul beenden diesen Abend miteinander ringend auf der Straße, weil Janas Anwesenheit eine Reaktion zwischen den beiden begünstigt.

Katalysator, Abgas und Hitze treffen zusammen

Katalysatoren funktionieren so ähnlich: Die heißen Abgase werden, zusammen mit Sauerstoff aus der Luft, über den Katalysator geleitet. Die enthaltenen Edelmetalle sorgen dafür, dass die beiden Stoffe miteinander reagieren. Das Ergebnis ist nicht, wie im Beispiel, ein gebrochenes Nasenbein und verletzter Stolz, sondern ein Stoff, der zumindest weniger giftig ist. Eigentlich doch eine wunderbare Lösung für ein echtes Luxusproblem, oder?

Der Katalysator: Nicht die beste Lösung, aber die beste, die wir haben.

Leider ist es nicht ganz so einfach. Kohlenmonoxid, das nach nur wenigen Atemzügen tödlich wirken kann, wird in Kohlendioxid umgesetzt. Das ist zwar nicht giftig, verschafft den Eisbären aber nasse Füße und Umweltschützern höhere Budgets. Außerdem gibt es Bedenken über die Wirkung immer größer werdender Mengen Platin, Palladium und Rhodium in der Umwelt. Eines aber ist sicher: So lange das Elektroauto noch nicht in allen deutschen Garagen steht, führt um den Katalysator kein Weg herum.

(Bildmaterial: Shutterstock)


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