Kamin­feuer: Metall­schaum gegen Emissionen

Foto: HKI / Schott AG
Foto: HKI / Schott AG

Ein kna­cki­ges Kamin­feuer freut meist nur einen: den, der davor sitzt. Die Nach­barn wissen es meist nicht zu danken, wenn die hohen Emis­sio­nen, die bei der Holz­ver­bren­nung nun mal anfal­len, die Atem­wege reizen. Und das kann selbst bei ord­nungs­ge­mä­ßer Hand­ha­bung des Kamins – sprich mit ordent­lich abge­la­ger­tem Holz, passieren. 

In Zeiten der 1. Bun­des­Im­mis­si­ons­Schutz­Ver­ord­nung (1. BImSchV) sind Her­stel­ler ange­hal­ten, Kamin­öfen auf den Markt zu bringen, die den Emis­si­ons­schutz fördern oder sich ent­spe­chend nach­rüs­ten lassen. Doch wie soll das gelin­gen? Das Deut­sche Bio­masse For­schungs­zen­trum (DBFZ) ver­sucht es im Pro­gramm „Nach­rüs­tung zum kata­ly­ti­schen Abbau von gas­för­mi­gen orga­ni­schen Emis­sio­nen aus Kamin­öfen“ mit Metall­schäu­men als Kata­ly­sa­tor. Erste Ver­su­che sind vielversprechend.

Die Schwer­punkte der For­schung sind:

  • Kata­ly­ti­sche Oxi­da­tion von gas­för­mi­gen Abgasbestandteilen
  • Stei­ge­rung des Wir­kungs­gra­des mit einem Wärmeübertrager
  • Siche­rer und stö­rungs­freier Betrieb der Feuerung

Die Kata­ly­sa­to­ren wurden auf Basis von Metall­trä­gern her­ge­stellt, deren Ober­flä­che mittels Wash­coat und dem Auf­brin­gen aktiver Phase durch Imprä­gnie­rung modi­fi­ziert wurden. Zum Einsatz kamen dabei auch Metall­schäu­men aus Eisen, ChromAlumi­nium und CrAl- und NickelEisenChromAluminium-Legierungen.

FeCrAl, und NiFe­CrAl erwie­sen sich dabei für die Syn­the­se­route geeig­net, und zwar deswegen:

  • Höhere Porosität/kleinere Poren 
  • Vor­teil­haft für kata­ly­ti­schen Umsatz
  • Höhere Ver­blo­ckungs­nei­gung
  • Höchste Akti­vi­tät bei Man­gan­oxid mit Palladium
  • Deut­li­che Redu­zie­rung von CO durch Kata­ly­sa­to­ren möglich
  • Redu­zie­rung von orga­ni­schen Kohlenstoffverbindungen
  • Bessere Wär­me­aus­nut­zung und Nutzung der Wärme in anderen Räumen durch ein­fa­che Wärmeübertrager
  • Nach­rüst­mo­dule an Kamin­öfen können
    • Schad­stoff­emis­sio­nen vermindern
    • Effi­zi­enz (Wär­me­nut­zung) erhöhen

Kleiner Nach­teil des Systems: Die Staub­re­du­zie­rung wird durch die Kata­ly­sa­to­ren limi­tiert, es sind Oxi­da­tio­nen von Ruß und Ruß­vor­läu­fer­sub­stan­zen möglich. Hier müssten zusätz­lich ein­fa­che Staub­ab­schei­der, etwa strö­mungs­me­cha­ni­sche Staub­ab­schei­dung oder Fil­ter­lö­sun­gen zum Einsatz kommen.

An dem System wird weiter geforscht. Ein Vor­läu­fer davon, der eben­falls am DBFZ ent­wi­ckelte Neko-Katalysator, der mit Aluminium- und Sili­zi­um­oxy­den arbei­tet, soll schon an die Markt­reife her­an­ge­führt werden.

Vor­schau­bild: HKI / Schott AG