KTH ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY Biobränsleoptimerad oxidationskatalys för framtidens avgasefterbehandling September 2013 – hösten 2017 FFI Energi och miljö, stödsumma: 6,55 MSEK

Oxidationskatalysatorns roll JONAS GRANESTRAND 2

Oxidationskatalysatorns roll Oxiderar CO och kolväten Oxiderar NO till NO 2 Underlättar passiv regenerering av partikelfilter Förbättra SCR-aktivitet Har en utsatt position i systemet Robustare katalysator möjliggör motoroptimering och lägre bränsleförbrukning JONAS GRANESTRAND 3

Ökad bränslediversifiering i framtiden Biodiesel Fischer-Tropsch-diesel ED95 DME Biogas JONAS GRANESTRAND 4

Hur kan bränslesubstitution påverka oxidationskatalysatorn? Ändrad drift av motorn Spårämnen i avgaserna som kan förgifta katalysatorn Andra kolväten i avgaserna JONAS GRANESTRAND 5

Intressanta fenomen från litteraturen: Reaktantinhibering Benzene (○), o-xylene (■), and styrene(∆) Individuella kolväten Blandning av kolväten JONAS GRANESTRAND6 Barresi, A.A. and G. Baldi, Deep Catalytic Oxidation of Aromatic Hydrocarbon Mixtures: Reciprocal Inhibition Effects and Kinetics. Industrial & Engineering Chemistry Research, (12): p

Biobränsleoptimerad oxidationskatalys för framtidens avgasefterbehandling: Fokusområden Sammanställning av gifter och inhibitorer i avgaser från olika bränslen Karta över avgaskomponenters förgiftningsindex, inklusive synergieffekter Identifiera strukturella faktorer hos katalysatormaterialet som påverkar reaktiviteten för konventionella Pt, Pd och PtPd-baserade katalysatorer Utveckling av alternativ katalysatorformulering optimerad för biodieseldrift JONAS GRANESTRAND 7

Intressanta fenomen från litteraturen: partikelstorleksberoende JONAS GRANESTRAND Den totala reaktionshastigheten (hastighet per g katalysator) minskar efter sintring. Den specifika reaktionshastigheten (hastighet per m 2 tillgänglig Pt-yta, eller TOF) ökar efter sintring Carballo, L.M. and E.E. Wolf, Crystallite size effects during the catalytic oxidation of propylene on Ptγ-Al2O3. Journal of Catalysis, (3): p

Tre huvudområden att förstå Bränslen Katalytiska material Gifter Hur hänger de samman? JONAS GRANESTRAND9

Kinetik Katalytisk aktivitet Temperatur Avgassammansättning Hysteres Karakterisering Deaktivering Termisk deaktivering Förgiftning Labbuppställning Avgassammansättning Produktionsprocesser Bränsleegenskaper Kokpunkt Bränslespecifikationer Reaktivitet vid oxidation Kemisk sammansättning Spårämnen Bränslen Diesel FT-diesel Biodiesel/FAME HVO ED95 DME Biogas Naturgas Gifter Svavel Fosfor Klorid Alkalimetaller Zink Kolväten CO Andra Katalytiska material Olika aktiva metaller Olika bärarmaterial Olika promotorer JONAS GRANESTRAND10

Metodik Litteraturstudie Laboratorieskalereaktor som byggs under projektet Synthetic Catalyst Activity Testing-rigg hos Scania Tester i motorcell Materialkarakterisering JONAS GRANESTRAND 11

Tack Tack för finansiering från –Scania –Energimyndigheten –FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation JONAS GRANESTRAND 12

Design av laboratorieskalereaktor Monolitdimensioner: D = 20 mm, L =30 mm GHSV: – h JONAS GRANESTRAND13