Sauberes Abgas durch Keramiksensoren

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Sauberes Abgas durch Keramiksensoren

Baunach, Thorsten / Schänzlin, Katharina / Diehl, Lothar

Die Emissionen an Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden eines neu zugelassenen Autos sind in den vergangenen 30 Jahren durch Entwicklung der Lambda-Sonde (seit 1976) und Einführung des Drei-Wege-Katalysators (seit 1984) kontinuierlich zurückgegangen. Die Lambda-Sonde spielt dabei sowohl im Otto- als auch im Dieselmotor eine wichtige Rolle. Die beim Benzinmotor eingesetzte Lambda-Sonde weist eine sprungförmige Kennlinie der Nernst-Spannung auf (Sprungsonde). Sie arbeitet nach dem Prinzip einer elektrochemischen Nernst-Zelle mit einem keramischen Festelektrolyten (Zirkoniumdioxid). Diese Keramikschicht trennt den Abgas- vom Referenzgasraum und erlaubt einen ionischen Sauerstofftransport. Die neuere Breitbandsonde besteht aus zwei Nernst-Zellen und hat eine lineare Kennlinie. Das Spannungssignal ist direkt proportional zur Sauerstoffkonzentration. Sie kommt sowohl bei der geschichteten Benzin-Direkteinspritzung als auch bei Dieselmotoren zum Einsatz. Auch bei künftigen Konzepten zur sauberen Verbrennung ist der von der Lambda-Sonde gemessene Sauerstoffgehalt die zentrale Größe.