Mit dem richtigen Katalysator nachrüsten und schadstoffärmer fahren

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Fazit: Mit dem richtigen Katalysator nachrüsten und schadstoffärmer fahren

Das müssen Sie beim Kauf von Katalysatoren beachten

Seit dem Jahr 1989 ist der Einbau von Katalysatoren in Neuwagen in Deutschland vom Gesetzgeber vorgeschrieben. Moderne Autos sollen möglichst wenige Emissionen aufweisen und immer weniger Schadstoffe ausstoßen.

Mittlerweile gibt es in Europa auch die Schadstoffklassen und verschiedenen Umweltzonen, die nur mit Plakette befahren werden dürfen. Wenn Sie einen guten Katalysator an Ihrem Auto haben, können Sie Steuern sparen und eine bessere Schadstoffklasse erreichen. Ein Auto mit einem neuen und besseren Katalysator nachzurüsten kann sich also sehr für Sie lohnen.

Dieser Ratgeber soll Ihnen mit Rat und Tat zur Seite stehen, wenn Sie sich einen neuen Fahrzeug-Katalysator kaufen. Zunächst wird näher auf die Geschichte des Katalysators eingegangen und anschließend erklärt, wie genau er funktioniert, wo die Unterschiede verschiedener Modelle liegen, und was Sie beim Kauf beachten sollten.

Warum ein Katalysator? Schadstoffreduzierung mithilfe eines Katalysators bewirken

Der umgangssprachlich auch oft schlicht als „Kat“ bezeichnete Fahrzeugkatalysator wird in Verbrennungsmotoren zur Abgasnachbehandlung eingesetzt. Gängige Verbrennungsmotoren erzeugen Abgase und andere Schadstoffemissionen, die schädlich für die Umwelt und den Menschen sind. Um diese Schadstoffe zu reduzieren, kommen Katalysatoren zum Einsatz. Dabei wird nicht die Entstehung von Abgasen bereits verhindert, sondern es handelt sich um eine Nachbehandlung der entstandenen Abgase, nachdem diese die Brennkammer im Motor schon verlassen haben. Dies kann, auf mechanischem, chemischem oder eben katalytischem Weg geschehen. Verfahren, die bereits die Verbrennung beeinflussen, sind dagegen keine Abgasnachbehandlungen.

Zur Geschichte des Katalysators: Erste Versuche die Autoabgase zu reinigen

Bereits kurz nach dem massenhaften Aufkommen von Pkws in den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts begannen die ersten Ingenieure sich Gedanken über die Schadstoffe zu machen, die nun mit den Abgasen der neuen Automobile in großen Mengen freigesetzt wurden. Im Jahr 1950 wurden erstmals Untersuchungen zur Schadstoff- und Smogbelastung in Los Angeles gemacht und die Ergebnisse waren erschreckend. Ein französischer Ingenieur namens Eugene Houdry glaubte, dass auch Autoabgase zu dieser Verschmutzung beitrugen – zu Recht wie wir heute wissen. Er fand einen Lösungsansatz, der seiner Zeit weit voraus war, und entwickelte den ersten Autoabgaskatalysator. Im Jahr 1956 erhielt er ein Patent dafür und er gründete das Unternehmen „Oxy-Catalyst Company“, welches Katalysatoren herstellen sollte.

Es gab allerdings ein Problem: die Geräte waren für eine Anwendung im Massenbereich einfach zu teuer und außerdem gingen sie äußerst schnell kaputt. Kraftstoffe der damaligen Zeit waren mit Schwefelverbindungen verunreinigt und machten den Katalysatoren durch chemische Reaktionen schnell den Garaus. Zudem enthielt das Antiklopfmittel Tetraethylblei das Metall Blei, welches als sogenanntes Katalysatorgift wirkt und ebenfalls die Funktion stark vermindert oder unterbindet. Heute wird verbleites Benzin an Tankstellen deshalb nicht mehr angeboten.

Funktionierende Katalysatoren für den Massenmarkt in den 70er Jahren erhältlich

Nach den ersten Versuchen, einen Katalysator zu entwickeln, dauert es fast noch zwanzig Jahre, bis ein massentauglicher Katalysator entwickelt und eingesetzt werden konnte. Zu Beginn der 70er Jahre hatte sich die Qualität der Kraftstoffe so weit verbessert und die Produktionsmöglichkeiten waren inzwischen gut genug, dass es möglich wurde, die Katalysatorentechnik breitflächig einzusetzen. Zwei Angestellte der Engelhard Corporation, John J. Mooney und Carl D. Keith, entwickelten nun den Drei-Wege-Katalysator, der im Jahr 1973 schließlich massentauglich auf den Markt kam.

Wie funktioniert ein Katalysator: Ein komplizierter chemischer Prozess

Der genaue Zweck eines Katalysators ist die Umsetzung der giftigen Schadstoffe Kohlenwasserstoff, Kohlenmonoxid und Stickoxid in ungefährliches Kohlenstoffdioxid, Wasser und Stickstoff. Um dies zu erreichen, finden Oxidation und Reduktion statt. Katalysatoren bestehen meist aus einem Keramikkörper mit unzähligen winzigen Öffnungen in der Oberfläche. Auf den Körper aufgetragen ist ein Gemisch aus Edelmetallen. Dies sind oft Oxide auf der Basis von Rhodium, Palladium oder Platin.

Damit der Katalyseprozess dann einsetzen kann, ist eine bestimmte Betriebswärme nötig und es sind verschiedene Katalysestufen erforderlich. Das Verfahren ist chemisch komplex und kombiniert Reduktions- und Oxidationsprozesse.

Bei guten Betriebsbedingungen kann ein Katalysator fast 100 % effektiv sein und einen Großteil der Schadstoffe umwandeln.

Verschiedenen Arten von Katalysatoren: 3-Wege-Kat, Oxidationskatalysator, U-Kat, G-Kat und NOx-Speicherkatalysator

Wenn Sie Ihr Auto mit einem Katalysator nachrüsten möchten, dann sollten Sie die verschiedenen Arten von Katalysatoren kennen, bevor Sie zum Kauf schreiten. Es gibt vier verschiedene Arten von Katalysatoren, die im Handel erhältlich sind. Den 3-Wege-Katalysator oder G-Kat, den Oxidationskatalysator, den NOx-Speicherkatalysator und den U-Kat. U-Kat steht dabei für einen ungeregelten Katalysator und G-Kat für einen geregelten Katalysator. Die Abkürzungen sind aber allgemein üblich und werden zum Teil sogar von Behörden so verwendet. Wenn Sie online nach solchen Kats suchen, können Sie also beruhigt die Abkürzungen verwenden, um zum Ziel zu kommen.

Damit Sie einschätzen können, welcher Katalysator am Besten für Sie und Ihr Fahrzeug geeignet ist, werden im Folgenden alle vier Systeme näher vorgestellt.

Der 3-Wege-Katalysator: Der häufigste Katalysator im Einsatz für Benzinmotoren

Der 3-Wege-Katalysator ist auch der erste Katalysator, welcher für den Masseneinsatz tauglich gemacht wurde. Er wird für die Abgasnachbehandlung von Ottomotoren mit Lambdaregelung verwendet. Der Name „3-Wege“ rührt von der Arbeitsweise dieses Kats her, denn die drei Schadstoffe Kohlenstoffmonoxid, Kohlenwasserstoff und Stickoxid werden in die drei unschädlichen Stoffe Kohlenstoffdioxid, Wasser und Stickstoff umgewandelt.

Damit ein 3-Wege-Katalysator überhaupt funktionieren kann, benötigt er ein bestimmtes optimales Verhältnis von Luft und Kraftstoff, welches mithilfe einer Lambdasonde geregelt wird.

Als Träger dient ein Wabenkörper aus Keramik mit unzähligen kleinen Kanälen in der Oberfläche. Darüber ist der „Washcoat“ aus einer Komponente, die Sauerstoff speichern kann und aus Aluminiumoxid. Im Washcoat sind wiederum Edelmetalle eingelagert. Der Körper aus Keramik wiederum steckt in einem Metallgehäuse. Diesen äußeren Teil aus Metall können Sie beim Kauf eines Katalysators als einzigen Teil sehen.

3-Wege-Katalysatoren sind nicht für Diesel- und Magermix-Ottomotoren geeignet, weil diese einen Sauerstoffüberschuss haben und damit die Reduktion von NOx verhindern.

Der Oxydationskatalysator: Häufigste Variante zur Reduzierung von Schadstoffen bei Dieselmotoren

Da Dieselmotoren nicht mit einem Gemisch aus Brennstoff und Luft arbeiten, sondern der Brennstoff hier im Inneren des Motors zur komprimierten Luft zugegeben wird, ist der Betrieb eines 3-Wege-Katalysators nicht möglich. Auch die Schadstoffemissionen eines Dieselmotors können aber verringert werden, indem Sie einem Oxidationskatalysator einsetzen. Die Oxidation verläuft dabei genauso wie beim 3-Wege-Kat. Dieselmotoren haben allerdings eine viel niedrigere Temperatur als Ottomotoren, deshalb werden die Katalysatoren sehr nah am Abgaskrümmer eingebaut. Um die NOx-Werte zu verringern, sind bei Dieselmotoren andere Maßnahmen erforderlich. Dazu werden spezielle NOx-Speicherkatalysatoren und SCR-Katalysatoren entwickelt.

Bei Oxydationskatalysatoren besteht der Washcoat übrigens nur aus Platin oder Palladium. Bei Dieselmotoren gestaltet sich die Abgasreduktion derzeit also noch schwieriger als bei Ottomotoren. Sie sind deswegen oft auch in schlechtere Schadstoffklassen eingeteilt.

Was versteht man unter einem ungeregelten (U-Kat) bzw. geregelten Katalysator (G-Kat)?

Beim Kauf eines Katalysators werden Sie auch häufig auf diese beiden Begriffe stoßen. Bei den ungeregelten Katalysatoren handelt es sich um die älteren Modelle. Sie beeinflussen die Gemischzusammensetzung in keinerlei Weise und wurden zu Anfang vor allem in Fahrzeugen mit Ottomotoren eingesetzt. Der Stickoxidabbau ist bei diesen Modellen nicht so gut wie bei 3-Wege-Kats, welche geregelte Katalysatoren sind.

Geregelte Katalysatoren greifen mithilfe von Sonden in die Gemischzusammensetzung ein und verändern bei Bedarf das Mischungsverhältnis von Kraftstoff und Luft. Eine Regelsonde am Eingang des Katalysators überwacht den Lambdawert, eine zweite am Ausgang den Sekundär-Lambdawert. Der Lambdawert misst das Sauerstoffmischungsverhältnis. Liegt er zu hoch, kann dies an das Motorsteuerteil übermittelt werden und es werden dann neue Mischungswerte errechnet.

Der Katalysator und die Schadstoffklasse: Durch Nachrüsten eine Schadstoff-Plakette bekommen

Nach den Schadstoffregelungen können nicht alle Fahrzeuge, die sich momentan im Verkehr befinden, in Umweltzonen fahren, weil sie die Bedingungen für eine Schadstoffplakette nicht erfüllen. Dies betrifft vor allem Autos mit Ottomotor ohne geregelten Kat und teilweise auch solche mit älteren geregelten Kats sowie Dieselmotoren. Denn diese erfüllen bestenfalls Abgasnorm Euro 1. Durch das Nachrüsten mit einem geregelten Katalysator können Sie Abgasnorm Euro 1 erreichen und müssen dann weniger Kfz-Steuern zahlen. Die grüne Plakette können auch Fahrzeuge bekommen, die mit einem neueren G-Kat mit Emissionsschlüssel 77 nachgerüstet werden.

Für Dieselfahrzeuge ist es möglich zumindest die rote Plakette zu bekommen (also mindestens Euro 1), indem Sie nachrüsten. Dafür reicht schon ein Oxidations-Katalysator. Hat ihr Dieselmotor schon solch einen Katalysator, kann dieser auch aufgerüstet werden und damit auf Euro 2 kommen. Auch ein gesondertes Nachrüsten mit Partikelfilter kann sich für Dieselmotoren lohnen.

Die richtige Auswahl des passenden Katalysators nach der Automarke

Wenn Sie mit einem Katalysator nachrüsten möchten und sich bei eBay umsehen, dann empfiehlt es sich, die Auswahl direkt nach der Marke Ihres Autos zu treffen. Egal ob Sie einen Opel Vectra fahren, einen VW Golf, Audi oder BMW, es finden sich passende Katalysatoren zum Selbsteinbau für jede Art von Fahrzeug.

Verschiedene Hersteller bieten Katalysatoren für Ihr Fahrzeug an

Wenn Sie gute Erfahrungen mit einem bestimmten Hersteller haben oder Ihnen einer empfohlen wurde, können Sie natürlich auch direkt nach Katalysatoren dieses Herstellers suchen. Zu den beliebtesten Herstellern gehören u.a.:

  • AMG
  • Cosworth
  • Eberspächer
  • KW
  • Orion
  • MB
  • Santana

Vor dem Kauf eines Katalysators sollten Sie sich genau überlegen, welche Art von Katalysator Sie benötigen, um in Zukunft emissionsärmer zu fahren. Wir hoffen dieser Ratgeber hat Ihnen einen guten Einblick in die Welt der Katalysatoren gegeben und hilft Ihnen beim Kauf.

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