Prozess-Massenspektrometer zur dynamischen Abgasanalytik

• Subject Area: Fluid Mechanics, Technical Thermodynamics and Thermal Energy Engineering
• Term: Funded in 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 80382713

In der Verbrennungsprozess- und Emissionsforschung an Motoren werden die Vorgänge der Verbrennung bei Kompressionszündung (Dieselmotor) und Fremdzündung (Ottomotoren) selbst sowie deren Auswirkung auf Emissionen und Emissionsverminderung in Abgasnachbehandlungssystemen (Partikelfilter, Katalysatoren etc.) grundlegend untersucht. Dabei hat auch der Kraftstoff (synthetische Kraftstoffe, beispielsweise aus Biomasse) einen wesentlichen Einfluss auf die Verbrennung aber vor allem auf die Emissionen. Neben den limitierten Schadstoffen (CO, NO, NO2, CxHy) spielen die nicht limitierten Schadstoffe (NH3, H2S, HCN, HNCO, CH-Verbindungen, etc.) im ppb-Bereich, unter transienten Bedingungen, auch unter dem Einfluss neuer Kraftstoffe und beim Einsatz moderner Abgasnachbehandlungskonzepte (z. B. beschichtete Partikelfilter, SCR-Katalysatoren) eine immer wichtigere Rolle. Zur quantitativen zeitlich hoch aufgelösten on-line Messung der verschiedenen nicht limitierten Abgaskomponenten hinter dem Motor bzw. der Abgasnachbehandlungstechnik ist das Massenspektrometer das Gerät der Wahl. Das Zweikanal-Massenspektrometer der Firma MS4 erlaubtaufgrund seiner „sanften chemischen Ionisation (lonisationsenergien von 10 eV bis 15 eV) die quasisimultane, quantitative Bestimmung von Sekundäremissionen, wie un- bzw. gesättigten CH-Verbindungen, sowie O-haltige C-, S-, N-Verbindungen, da die gesuchten Moleküle zerstörungsfrei angeregt werden. Am beantragenden Lehrstuhl gibt es keine zeitaufgelöste Methode zur Bestimmung von nicht-limitierten Abgaskomponenten im ppb-Konzentrationsbereichen. Das ausgewählte Gerät besitzt alle notwendigen Komponenten und Software-Module um einen je nach Messaufgabe bedarfsorientiert angepassten Messbetrieb zu ermöglichen.

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Instrumentation Group: 1700 Massenspektrometer
• Applicant Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Leader: Professor Dr.-Ing. Stefan Pischinger