Ein Katalysator, der Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC) oxidiert und Stickoxide (NOx) reduziert, und zwar simultan im Abgas, sofern das Gemisch nahe der stöchiometrischen Zusammensetzung liegt.

Prinzip

Bereitstellung aktiver Stellen (typischerweise Edelmetalle) und einer Sauerstoffspeicher-/Freisetzungsfähigkeit, sodass Redoxreaktionen gleichzeitig ablaufen können, wenn die Motoreinstellung Lambda ≈ 1 hält; der Katalysator puffert lokal den Sauerstoffhaushalt.

Demonstration

Ein Ottomotor mit geschlossener Regelung hält die Stöchiometrie über eine Lambdasonde; das Abgas strömt durch einen monolithischen Drei‑Wege‑Katalysator mit Pt, Pd und Rh, der CO/HC zu CO2/H2O und NOx zu N2 umsetzt.

Fehlanwendung

Den Drei‑Wege‑Katalysator in einem mager laufenden Diesel einzubauen oder unter dauerhaft oxidierenden Bedingungen zu betreiben; unter solchen Bedingungen kann er NOx nicht wirksam reduzieren.

Konsequenz

Bei korrektem Betrieb werden CO, HC und NOx gleichzeitig aus stöchiometrischem Abgas entfernt, sodass Ottomotoren strenge Emissionsgrenzwerte mit kompakter Nachbehandlung einhalten können.

Umkehrung

Reine Oxidationskatalysatoren oder SCR‑Systeme, die Schadstoffe in getrennten Schritten behandeln; ein reiner Oxidationskatalysator reduziert NOx nicht, und SCR benötigt einen Reduktionsmittel und andere Betriebsbedingungen.

Abgrenzung

Wirksam nur bei Abgaschemie nahe der Stöchiometrie und in der aktiven Temperaturspanne des Katalysators; nicht für Partikelfilterung oder dauerhaft magere Abgase ohne Sauerstoffmanagement geeignet.

Semantische Spannung

Wird im allgemeinen Sprachgebrauch oft einfach als 'Katalysator' bezeichnet; der Drei‑Wege‑Katalysator ist ein spezifischer Typ, optimiert für simultane Redoxreaktionen bei stöchiometrischen Verhältnissen.

Synthese

Der Drei‑Wege‑Katalysator ist ein stöchiometrieabhängiger Katalysator, der durch Edelmetallstellen und Sauerstoffpufferung Oxidations‑ und Reduktionsreaktionen koppelt, um CO, HC und NOx simultan umzusetzen.