Intresset för alternativa bränslen har ökat de senaste åren till följd av en oro för den globala uppvärmningen. Inom transportsektorn används en mycket stor andel fossila bränslen, vars förbränning ger ett tillskott av växthusgasen koldioxid (CO2). Detta har lett till ett ökat intresse för motorer som arbetar med syreöverskott t.ex. dieselmotorer, som ger lägre CO2 emissioner än traditionella bensinmotorer. Samtidigt ökar efterfrågan på icke-fossila bränslen. Dimetyleter (DME) tillverkad från biomassa är ett lovande alternativt bränsle, med hög energieffektivitet och låga CO2 emissioner. Vid förbränning i luft under hög temperatur bildas dock kväveoxider (NOx), som är giftiga och ger miljöproblem. De måste därför omvandlas till kvävgas. Fokus för avhandlingen är att studera NOx reduktion i syrerika avgaser med alternativa bränslen, främst DME, som reduktionsmedel. Syftet är att öka förståelsen för reduktionsmedlets inverkan på NOx reduktionen och att utveckla katalysatorer för DME. Katalysatorns förmåga att reducera NOx med olika reduktionsmedel studerades i en flödesreaktor. Reduktionsmedlet visade sig ha en stor inverkan. De katalysatorer som används för diesel var inte effektiva med DME. Nya katalysatormaterial för DME togs fram och med IR-spektroskopi identifierades olika komponenter på ytan under reaktionen. Denna kunskap kan användas för att utveckla förbättrade katalysatorer för NOx reduktion med alternativa bränslen vilket underlättar introduktionen av dessa bränslen.
The use of alternative fuels is increasing due to the issue of global warming. The majority of the energy consumed in the transport sector comes from fossil fuels, whose combustion contributes to increased levels of atmospheric carbon dioxide (CO2). This has led to a large interest in engines operating under oxygen excess such as diesel engines, which give lower CO2 emissions than conventional gasoline engines. There is also an increased demand for non-fossil fuels. Dimethylether (DME) produced from biomass is a promising alternative fuel, with high energy efficiency and low CO2 emissions. However, high temperature combustion in air forms nitrogen oxides (NOx), which are toxic and environmentally harmful. These must thus be converted to harmless nitrogen gas.
The focus of this thesis is to study NOx reduction in oxygen excess with alternative fuels, principally DME, as reducing agents. The aim is to increase the understanding of the influence of the reducing agent on NOx reduction and to develop catalysts for DME. The catalysts ability to reduce NOx with various reducing agents was studied in a flow reactor. The reducing agent was found to have a large influence. The catalysts used for NOx reduction with diesel were not efficient with DME. New catalytic materials for DME was developed and studied with IR spectroscopy to identify components on the surface during the reaction. This knowledge can be used to develop new catalysts for NOx reduction with alternative fuels.