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Christian Goldhahn am 15. Januar 2013 VOM ELEMENT ZUM DEVICE: PLATIN – AUTOKATALYSATOR.

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Präsentation zum Thema: "Christian Goldhahn am 15. Januar 2013 VOM ELEMENT ZUM DEVICE: PLATIN – AUTOKATALYSATOR."—  Präsentation transkript:

1 Christian Goldhahn am 15. Januar 2013 VOM ELEMENT ZUM DEVICE: PLATIN – AUTOKATALYSATOR

2 GLIEDERUNG 2 1)Allgemeines 2)Vorkommen und Gewinnung 3)Darstellung und Verwendung 4)Verbrennungsmotor 5)Autoabgaskatalysator 6)Regelung des Sauerstoffangebots 7)Katalysatorschäden 8)Katalysatorrecycling

3 PLATIN 3 Platinmetalle: Ruthenium Rhodium Palladium Osmium Iridium Platin Abbildung: chemischen-elemente.png ( ) A.F. Hollemann, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin, 2007

4 VORKOMMEN 4 Seltenes Element (0,005 ppm in Erdkruste) Liegt gediegen oder in Verbindungen vor (PtAs 2, PtS) Primäre Lagerstätten: geringer Anteil an Platin Sekundäre Lagerstätten: Anreicherung durch Verwitterung Aufwändige Förderung: 150 t Gestein für 1 kg Pt => Rohplatin A.Thorenz, A. Reller, Diskussion der Risiken der Ressource Platin auf Basis eines um funktionale Faktoren erweiterten Kritikalitätsassessments – dargestellt am Besispiel platinhaltiger Zyostatika und Autoabgaskatalysatoren, Environmental Science Europe 2011, 23:26 A.F. Hollemann, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin, 2007

5 DARSTELLUNG 5 A.F. Hollemann, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin, 2007 Abbildung: B. Weber, Skript Modul AC II - Nebengruppen I, Bayreuth, 2011 Abbildung: A. Thorenz, A. Reller, Diskussion der Risiken der Ressource Platin auf Basis eines um funktionale Faktoren erweiterten Kritikalitätsassessments – dargestellt am Besispiel platinhaltiger Zyostatika und Autoabgaskatalysatoren, Environmental Science Europe 2011, 23:26 Abbildung:

6 VERBRENNUNGSMOTOR 6 E. Koberstein, Katalysatoren zur Reinigung von Autoabgasen, Chemie in unserer Zeit, 18. Jahrg. 1984, Nr. 2 S.37-44

7 AUTOABGASKATALYSATOR 7 Heute vor allem multifunktionelle Katalysatoren (Dreiwegekatalysator) Aufbau: - Träger: keramische Monolithe (Cordierit), Metallträger - Washcoat: γ-Al 2 O 3 - Edelmetallbeschichtung: Platin (1-3 g), Palladium, Rhodium C. Hagelüken, Autoabgaskatalysatoren, 2. Auflage, expert verlag, Renningen, 2005 E. Koberstein, Katalysatoren zur Reinigung von Autoabgasen, Chemie in unserer Zeit, 18. Jahrg. 1984, Nr. 2 S Abbildung li.: ( ) Abbildung re.: ( )

8 KATALYSATORREGELUNG 8 A.F. Hollemann, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin, 2007 C. Hagelüken, Autoabgaskatalysatoren, 2. Auflage, expert verlag, Renningen, 2005 Abbildung: J. Breu, Modul ACIII – Präparative Anorganische Chemie Festkörperchemie I, Bayreuth, 2011

9 KATALYSATORSCHÄDEN 9 Sintern des Washcoat: γ-Al 2 O 3 α-Al 2 O 3 Verlust von spezifischer Oberfläche Schädigung der katalytisch wirksamen Schicht: Vor allem durch Verbrennungsrückstände (Motoröl, andere Verunreinigungen) - Bedeckung der Edelmetallschicht - Bildung von PGM-Oxiden oder anderer Verbindungen (Vergiftung) Verlust der katalytischen Wirkung Mechanische Abtragung von Katalysatormaterial bis zu 20 t/a Platinfeinstaubemissionen in Europa, Japan und Nordamerika E. Koberstein, Katalysatoren zur Reinigung von Autoabgasen, Chemie in unserer Zeit, 18. Jahrg. 1984, Nr. 2 S C. Hagelüken, Autoabgaskatalysatoren, 2. Auflage, expert verlag, Renningen, 2005 A. Thorenz, A. Reller, Diskussion der Risiken der Ressource Platin auf Basis eines um funktionale Faktoren erweiterten Kritikalitätsassessments – dargestellt am Besispiel platinhaltiger Zyostatika und Autoabgaskatalysatoren, Environmental Science Europe 2011, 23:26

10 KATALYSATORRECYCLING 10 Rollende Platinmine Gründe: - gesicherte Versorgung und Preisstabilisierung - umweltfreundliche Produktion Methode: pyrometallurgisches Verfahren Vorraussetzungen: -effektive Recyclingkette -sorgfältiger Umgang mit Altkatalysatoren bisher nur ca. 30% des Recyclingpotentials ausgeschöpft C. Hagelüken, Autoabgaskatalysatoren, 2. Auflage, expert verlag, Renningen, 2005

11 ZUSAMMENFASSUNG 11 Platin ist seltenes Metall mit vielen Anwendungen Wichtigste Anwendung: Autokatalysator Autoabgase müssen unschädlich gemacht werden Umwandlung zu harmlosem Abgas kinetisch gehemmt Katalysator Sauerstoffangebot muss genau geregelt werden λ-Sonde Lebensdauer des Katalysators ist begrenzt Optimierungsbedarf bei Katalysatorrecycling vorhanden


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