Es gibt mehrere Arten von Katalysatoren, die anhand verschiedener Kriterien unterschieden werden.

Man unterscheidet bei Katalysatoren je nach Träger der katalytischen Schicht

Metall-Monolith-Katalysator, Keramik-Monolith-Katalysator und Keramik-Schüttgut-Katalysator sind verschiedene Typen von Katalysatoren, die in Abgasreinigungssystemen von Fahrzeugen verwendet werden. Jeder dieser Katalysatoren hat seine eigenen Merkmale und Anwendungen.

Metall-Monolith-Katalysator

Ein Metall-Monolith-Katalysator besteht aus einem metallischen Trägermaterial, das normalerweise aus Edelstahl oder einem anderen hitzebeständigen Metall besteht. Dieses Trägermaterial ist mit einer dünnen Schicht aus Edelmetallen wie Platin, Palladium und Rhodium beschichtet, die als katalytische Aktivatoren dienen. Metall-Monolith-Katalysatoren zeichnen sich durch ihre hohe thermische Stabilität und gute mechanische Festigkeit aus. Sie sind weniger anfällig für Bruch oder Beschädigung im Vergleich zu Keramikkatalysatoren. Diese Art von Katalysator wird häufig in Hochleistungs- oder schweren Nutzfahrzeugen eingesetzt, da sie hohen Temperaturen und Vibrationen standhalten können.

Keramik-Monolith-Katalysator

Ein Keramik-Monolith-Katalysator besteht aus einem porösen keramischen Trägermaterial, das normalerweise aus Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid besteht. Das poröse Material bietet eine große Oberfläche für die Anbringung der katalytischen Beschichtung, die in der Regel aus den gleichen Edelmetallen wie bei Metall-Monolith-Katalysatoren besteht. Keramik-Monolith-Katalysatoren bieten eine gute katalytische Aktivität und hohe Effizienz bei der Abgasreinigung. Sie werden in den meisten PKWs eingesetzt, da sie eine gute Leistung bei normalen Betriebstemperaturen und ein gutes Verhältnis von Leistung zu Kosten bieten.

Keramik-Schüttgut-Katalysator

Ein Keramik-Schüttgut-Katalysator besteht aus einer Ansammlung von kleinen keramischen Kügelchen oder Würfeln, die als Katalysator verwendet werden. Im Gegensatz zu Monolith-Katalysatoren haben Keramik-Schüttgut-Katalysatoren keine feste Struktur, sondern sind locker angeordnet. Die katalytische Beschichtung wird auf die Oberfläche dieser Kügelchen oder Würfel aufgetragen. Dieser Katalysatortyp bietet eine hohe Oberfläche für die katalytische Reaktion und ermöglicht eine gute Durchmischung des Abgases. Keramik-Schüttgut-Katalysatoren werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Flexibilität erforderlich ist, wie zum Beispiel in industriellen Anlagen oder stationären Verbrennungsmotoren.

Die Wahl des Katalysatortyps hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die spezifischen Anforderungen der Anwendung, die Betriebstemperatur, die mechanischen Belastungen und die Kosten. Metall-Monolith-Katalysatoren werden in Umgebungen mit hohen Temperaturen und Vibrationen bevorzugt, während Keramik-Monolith-Katalysatoren in den meisten PKWs eingesetzt werden, um eine effiziente Abgasreinigung zu gewährleisten. Keramik-Schüttgut-Katalysatoren bieten Flexibilität und können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, in denen eine hohe Oberfläche und Durchmischung erforderlich sind.

Man unterscheidet nach Wirkungsweise der Katalysatoren

Oxidationskatalysator, Selektivkatalysator/Dreiwegekatalysator und Reduktionskatalysator sind verschiedene Arten von Katalysatoren, die in Abgasreinigungssystemen von Fahrzeugen eingesetzt werden. Jeder dieser Katalysatoren hat eine spezifische Wirkungsweise und Anwendung.

Oxidationskatalysator

Ein Oxidationskatalysator ist darauf ausgelegt, unvollständig verbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) zu oxidieren. Er besteht normalerweise aus einer katalytischen Beschichtung auf einem Trägermaterial, das oft aus Keramik besteht. Der Oxidationskatalysator ermöglicht die Oxidation der HC- und CO-Verbindungen zu Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2). Dieser Katalysator ist besonders effektiv bei der Reduzierung von HC- und CO-Emissionen von Benzinmotoren. Er wird häufig in Kombination mit anderen Katalysatoren wie dem Dreiwegekatalysator eingesetzt, um eine umfassendere Abgasreinigung zu erreichen.

Selektivkatalysator / Dreiwegekatalysator

Ein Selektivkatalysator, der auch als Dreiwegekatalysator bezeichnet wird, ist ein Katalysatorsystem, das entwickelt wurde, um mehrere Schadstoffe gleichzeitig zu reduzieren. Er besteht aus einer Kombination von katalytischen Materialien, normalerweise Platin, Palladium und Rhodium, die auf einem Trägermaterial wie Keramik oder Metall angebracht sind. Der Dreiwegekatalysator wirkt auf die drei Hauptkomponenten im Abgas, nämlich Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO). Durch eine Kombination von Oxidations- und Reduktionsreaktionen wandelt der Dreiwegekatalysator die schädlichen NOx in Stickstoff (N2), HC in Wasser und Kohlendioxid und CO in CO2 um. Der Dreiwegekatalysator wird hauptsächlich in Ottomotoren (Benzinmotoren) eingesetzt und erfordert ein bestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Stöchiometrie) für optimale Leistung.

Reduktionskatalysator

Ein Reduktionskatalysator, auch bekannt als Stickoxid-Reduktionskatalysator (NOx-Reduktionskatalysator), wird verwendet, um Stickoxide (NOx) in harmlosen Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) zu reduzieren. Dieser Katalysator verwendet eine Reduktionsreaktion, bei der ein Reduktionsmittel wie Ammoniak (NH3) oder Harnstoff (AdBlue) verwendet wird, um die NOx-Moleküle zu spalten und sie in unschädliche Bestandteile zu verwandeln. Reduktionskatalysatoren finden hauptsächlich Anwendung in Dieselmotoren, da diese Motoren in der Regel höhere NOx-Emissionen aufweisen als Benzinmotoren.

Man unterscheidet den Katalysator nach Anordnung

Einbettkatalysator und Doppelbettkatalysator sind zwei verschiedene Anordnungen von Katalysatoren, die in Abgasreinigungssystemen von Fahrzeugen verwendet werden. Diese Anordnungen haben unterschiedliche Funktionen und ermöglichen eine effiziente Reduktion von Schadstoffemissionen.

Einbettkatalysator

Ein Einbettkatalysator besteht aus einem einzigen Katalysator, der in einem Gehäuse oder einem Gehäuseteil des Abgasstrangs eingebettet ist. Dieser Katalysator kann aus verschiedenen katalytischen Materialien bestehen, die auf einem Trägermaterial aufgebracht sind. Einbettkatalysatoren werden typischerweise in Abgasanlagen von Fahrzeugen eingesetzt, um die Emissionen von schädlichen Gasen wie Stickoxiden (NOx), Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO) zu reduzieren. Sie ermöglichen eine effiziente Umwandlung der Schadstoffe in unschädliche Bestandteile, bevor sie das Fahrzeug verlassen. Einbettkatalysatoren sind kostengünstig und können eine ausreichende Abgasreinigung für die meisten Anwendungen bieten.

Doppelbettkatalysator

Ein Doppelbettkatalysator besteht aus zwei separaten Katalysatoren, die hintereinander im Abgasstrang angeordnet sind. Jeder Katalysator in einem Doppelbettkatalysator erfüllt eine spezifische Aufgabe bei der Reduktion von Schadstoffemissionen. Der erste Katalysator, oft als Vor- oder Primärkatalysator bezeichnet, ist in der Regel ein Oxidationskatalysator. Er ist darauf ausgelegt, unvollständig verbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) zu oxidieren. Der zweite Katalysator, auch als Hauptkatalysator bezeichnet, ist ein selektiver Katalysator, der Stickoxide (NOx) reduziert. Durch die Kombination dieser beiden Katalysatoren in einem Doppelbettkatalysator können sowohl HC/CO- als auch NOx-Emissionen effektiv reduziert werden. Doppelbettkatalysatoren werden häufig in modernen Fahrzeugen eingesetzt, um den gesetzlichen Vorschriften zur Abgasreinigung gerecht zu werden und niedrigere Emissionswerte zu erzielen.