BESCHREIBUNG

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abgas gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Behandlung von Abgas, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 14. Die Erfindung findet in allen Gebieten der Technik Anwendung, in denen strömende Abgase zur Schadstoffreduzierung einer Nachbehandlung zu unterziehen sind, beispielsweise in der Automobiltechnik, bei Kraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen.

Stand der Technik

Die chemische Umwandlung von Schadstoffen in Abgasen mit klassischen chemischen Verfahren unter Einsatz geeigneter Katalysatoren ist in weiten Bereichen der Technik bekannt.

Beispielsweise sind 3-Wege-Katalysatoren zur gleichzeitigen CO-, HC- und NOχ- Ver¬ minderung bei Ottomotoren Stand der Technik. Voraussetzung hierbei ist, den Motor immer mit stöchiometrischer Luft-/Kraftstoffmischung zu betreiben. Nachteilig ist, daß in der Start- und Warmlaufphase der Katalysator mehrere Minuten braucht, ehe er die not¬ wendige Betriebstemperatur erreicht. In dieser Zeit werden vor allem größere HC-

Mengen emittiert. Dieser Nachteil kann durch geeignete, in der Regel jedoch aufwendi¬ ge, Maßnahmen zur Beeinflussung der Betriebstemperatur vermindert werden. So wer¬ den zur Verminderung der Kaltstart-HC-Emmissionen bei Ottomotoren elektrisch- oder brennerbeheizte Katalysatoren bzw. HC-Fallen entwickelt. Das Aufwand-/Nutzen- Verhältnis dieser Techniken ist nicht sehr hoch. Bis zur Serienführung ist noch viel Ent¬ wicklungsarbeit zu leisten. Weiterhin nachteilig ist jedoch, daß diese Katalysatoren in Gegenwart von Sauerstoff zwar die HC und CO oxidieren, die Stickoxide aber nicht re¬ duziert werden.

Weiterhin ist es bekannt, zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO ₂ Emissionen bei Pkw den mageren Ottomotor oder den direkteinspritzenden Dieselmotor vorzusehen. In beiden Fällen ist im Abgas eine höhere O ₂ -Konzentration enthalten.

Zur NO-Reduzierung in Gegenwart von O ₂ sind Lean-NO _x -Katalysatoren in der Vorent¬ wicklung, die durch Zugabe von Reduktionsmitteln in selektiv arbeitenden Katalysatoren (u.a. Zeolith) den NO _x -Ausstoß vermindern. Die Arbeitstemperaturbereiche und die Wir¬ kungsgrade dieser Katalysatoren sind deutlich eingegrenzt. Die Zugabe eines Redukti¬ onsmittels zum Abgas ist im mobilen Einsatz problematisch.

Eine grundsätzlich andere Möglichkeit zur Behandlung von Abgasen zum Zwecke der Schadstoffreduzierung stellt die großflächige Anregung von Barrierenentladungen mit hochfrequenter Wechselspannung dar. Bei dieser, auch als dielektrisch behinderte Ent¬ ladung oder stille Entladung bekannten, Entladungsform werden durch Trennung min¬ destens einer der Elektroden vom Entladungsraum durch ein Dielektrikum (dielektrische Barriere) zeitlich begrenzte Einzelentladungen erreicht, die homogen über die gesamte Elektrodenfläche verteilt sind.

Charakteristisch für diese Hochdruckentladungen ist, daß der Übergang in eine thermi¬ sche Bogenentladung verhindert wird. Die nichtthermische Elektronenenergieverteilung basiert darauf, daß lokal die Dauer der Thermalisierung groß ist gegen die Dauer des einzelnen Entladungsereignisses. Damit sind nichtthermische Entladungen in Hoch¬ druckplasmen auf Entladungsdauern von wenigen 10 Nanosekunden beschränkt und zeitlich schnell ablaufenden Prozesse dominieren die Abläufe.

Zur Zerlegung von Schadstoffen werden zunächst Moleküle im Abgas durch Elektronen¬ beschuß gespalten. Anschließend reagieren die Radikale mit anderen Molekülen im Ab¬ gas zu den Endprodukten weiter. Der Ablauf der Reaktion wird vor allem durch die Tem¬ peratur des Abgases und die Gleichgewichtsverteilungen der möglichen Endprodukte bestimmt, während davon entkoppelt die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Stöße der Elektronen gesteuert werden kann.

Abhängig von der Lebensdauer der erzeugten Radikale finden die chemischen Reaktio¬ nen in einem begrenzten Bereich um die Filamente der Barrierenentladung statt. Es muß also angestrebt werden, wenigstens einmal in jedem Volumenelement des Abgasstro¬ mes ein Einzelfilament zu erzeugen.

Ein derartiges Verfahren zur Behandlung von Abgas sowie einen entsprechende Vorrich¬ tung sind aus der gattungsbildenden WO 92/19361 bekannt. Aus dieser Druckschrift ist es bekannt, das Abgas durch einen Entladungsraum zu leiten und dort dielektrische Entladungen auf das Abgas einwirken zu lassen. Der Entladungsraum wird von einer Kammer gebildet, die gleichzeitig als äußere Elektrode dient. Im Inneren ist ein rohrför- miges Dielektrikum angeordnet, das auf der dem Entladungsraum abgewandten Seite die zweite Elektrode trägt. An die Elektroden wird eine hochfrequente Wechselspannung im kV-Bereich angelegt. Die Kammer weist einen konstanten Querschnitt auf, so daß im Ergebnis ein koaxiales System gebildet wird. Auch andere Querschnitte werden als denkbar vorgestellt. Das System weist jedenfalls entlang seine Längsachse eine im we¬ sentlichen räumlich homogene Feldverteilung auf. Damit werden im gesamten Volumen im wesentlichen gleiche Entladungsbedingungen geschaffen.

Demgegenüber sind Störungen in der Oberfläche der Elektroden zu vermeiden, da bei Spitzen und Kanten der Übergang zu einer Koronaentladung erfolgt. In dieser ist die Zündspannung aufgrund der Feldüberhöhung an den Spitzen stark herabgesetzt. Die Entladung findet nur in einem engen Bereich um die Spitzen statt und es kann nur eine deutlich verminderte elektrische Leistung in die Entladung eingekoppelt werden. Daher weist auch die aus WO 92/19361 bekannte Einrichtung Elektroden mit glatten Oberflä¬ chen auf. Nachteilig an dieser Anordnung ist jedoch, daß es schwierig ist, wenigstens einmal in jedem Volumenelement des Abgasstromes eine dielektrische Entladung in Form eines einzelnen Entladungsfiiaments zu erzeugen. Dies liegt daran, daß in dem Volumenbereich, in dem bereits eine Zündung stattgefunden hat, für eine bestimmte

Zeitspanne die Zündwahrscheinlichkeit erhöht bleibt. Ursachen hierfür sind Dichtegra¬ dienten im Abgas oder noch nicht rekombinierte Ladungsträger. Dieser Effekt dominiert gegenüber dem statistischen Auftreten der Filamente, insbesondere bei Anregung mit hohen Frequenzen. Diese sind jedoch erforderlich, um durch hohe Leistungsdichte ein kleines Bauvolumen des Reaktors zu ermöglichen. In einem mit hoher Geschwindigkeit durch den Entladungsraum strömenden Abgas entsteht zunächst zufällig ein Kanal, der jedoch während der nachfolgenden Spannungsperioden immer wieder im gleichen Vo¬ lumenelement zündet und quasi mit der Gasströmung mitgerissen wird. Abgesehen von einer durch Turbulenzen bedingten Vermischung wird auch bei hoher Dichte der Fila- mante nur ein geringer Teil des Gases tatsächlich direkt der Entladung ausgesetzt.

Der aus WO 92/19361 bekannte Vorschlag, die Länge der Behandlungskammer und die Frequenz der Wechselspannung so aufeinander abzustimmen, daß mindestens acht dielektrische Entladungen stattfinden, während das Abgas die Behandlungskammer durchströmt, führt somit nur zu einer begrenzten Verbesserung des Umsetzunggrades.

Darstellung der Erfindung

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfah¬ ren und die gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Effi¬ zienz der Schadstoffumsetzung in Abgasen verbessert wird, wobei gleichzeitig eine kompakte Bauweise der Vorrichtungen ermöglicht wird, mit denen das Abgas behandelt wird.

Eine Lösung für das Verfahren, mit dem die Behandlung des Abgases erfolgen soll, ist mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterentwicklun¬ gen sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 angegeben.

Eine Lösung für die Vorrichtung zur Behandlung von Abgas ist mit Merkmalen des Pa¬ tentanspruches 14 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 15 bis 38 angegeben.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß bewußt von einer makroskopisch glatten Oberfläche mit homogener Feldverteilung abgewichen wird, um die Erhöhung der Zündwahrscheinlichkeit in inhomogenen Bereichen des elektrischen Feldes auszunutzen.

ERSATZBUTT (REGEL 26

Beim Betrieb einer Testapparatur zeigte sich, daß durch Inhomogenitäten der Elektro¬ denoberfläche die Zündwahrscheinlichkeit lokal erhöht werden kann, - auch in den Gas¬ volumina, in denen noch keine Entladung stattgefunden hat. Da der Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit das Elektrodensystem durchströmt, wird dadurch das nächste Filament bevorzugt in einem anderen Volumenelement des Abgases gezündet. Eine Strukturie¬ rung der Oberfläche von Elektrode und/oder Dielektrikum ist jedoch dahingehend vorzu¬ nehmen, daß keine scharfen Spitzen oder Kanten auftreten, um den Übergang zu einer Koronaentladung zu vermeiden.

Die Erstreckung der inhomogenen Bereiche über den Entladungsraum im lateraler Richtung (Patentansprüche 5,19) hat den Vorteil, daß orstfeste Entladungsvorhänge geschaffen werden, die vom Abgas durchströmt werden müssen, ohne dabei die mittlere Leistungsdichte nennenswert abzusenken. Damit bleibt ein wichtiger Vorteil der Barrie¬ renentladung gegenüber der Koronaentladung erhalten.

Vorteilhafterweise werden mehrere inhomogene Bereiche hintereinander und senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases vorgesehen (Patentansprüche 2,3 und 19). Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausführung der erfindungsgemäße Vorrichtung,.

Für die Anwendung in Kraftfahrzeugen ist ein koaxialer Reaktor mit tangentialen Ein- und Ausströmöffnungen an den Enden und einem schraubenlinienförmig verlaufenden Entladungsvorhang eine besonders geeignete Ausgestaltung (Patentansprüche 2 und 22 - 26).

Bevorzugt ist der Abstand der Entladungsvorhänge so zu bemessen, daß entweder die Störung der Zündwahrscheilichkeit für nachfolgende Filamente durch die vorige Entla¬ dung (Ionisation, Erwärmung, etc.) abgeklungen ist, oder sich das behandelte Volumen durch Turbulenzen mit dem unbehandelten vermischt hat. Andernfalls würde zwar die Verteilung der Filamente in longitudinaler Richtung im strömenden Gasvolumen ver¬ gleichmäßigt, jedoch bliebe die laterale Position der Filamente in aufeinanderfolgenden Vorhängen fest. Falls aus Gründen der Baugröße die Entladungsvorhänge enger als der erwähnte Abstand liegen müssen, ist alternativ eine zusätzliche Strukturierung der strei- fenförmigen Inhomogenitäten quer zur Strömungsrichtung möglich. Insbesondere kann auch ein zweidimensionales Raster aus punktförmigen Inhomogenitäten geschaffen werden.

Mit einer Barrierenentladung im Abgas eines direkteinspritzenden Dieselmotors wurde eine Verminderung der Stickoxide um bis zu 45 % nachgewiesen. Es konnte beobachtet werden, daß nur wenige Filamente aus dem Entladungsvorhang herausgerissen werden und mit dem Abgas weiterlaufen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung in verschiedenen Ausführungsbeispielen und anhand der Fig. 1 - 6 näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 a, b: Prinzip der dielektrischen Entladung (Barrierenentladung)

Fig. 2a - 2e: Möglichkeiten zur Erzeugung von räumlichen Inhomogenitäten des elektrischen Feldes im Entladungsraum

Fig. 3: Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Abgasstrang eines

Kraftfahrzeuges

Fig. 4 a: planparallele Anordnung von zwei plattenförmigen Elektroden

Fig. 4 b: mehrlagiger Plattenstapel

Fig. 5 a: koaxiale Elektrodenanordnung (Ringspaltgeometrie)

Fig. 5 b: Bündel von koaxialen Entladungsräumen

Fig. 6: Ringspaltgeometrie mit spiralförmig strukturierter Elektrodenoberfläche

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Ohne Einschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens soll die vorliegenden Erfin¬ dung nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Aus¬ führungsbeispiele betreffen den Einsatz der vorliegenden Erfindung in der Automobil-

technik. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch in ande¬ ren Bereichen der Technik zur Anwendung kommen kann, wo strömende Gase einer plasmachemischen Umwandlung zu unterziehen sind. Beispielhaft seien hier Wärme¬ kraftwerke oder Müllverbrennungsanlagen genannt.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Barrierenentladung. Zwischen zwei elektrisch leitfähigen Elektroden 1 und 2, beispielsweise Metallplatten, wird ein Dielektrikum 3,4 angeordnet. Dieses kann als Isolatorschicht 3 auf einer Elektrode angeordnet sein, wie dies in Fig. 1 a dargestellt ist oder es wird auf jede Elektrode eine Isolatorschicht 3,4 aufgebracht, wie in Fig. 1 b dargestellt ist. Diese kann beispielsweise aus Glas, Quarz, Keramik oder Eloxal bestehen. Dabei kann auch das Dielektrikum aus einem stabilen Material sein und die Elektroden tragen, beispielsweise durch eine aufgedampfte Metall¬ schicht. Die Dicke des Dielektrikums beträgt in der Regel 1 bis 3 mm. Der Entladungs¬ raum 6 zwischen den Elektroden hat eine Höhe von typischerweise 1 bis 10 mm. Die Elektroden sind mit einem geeigneten Generator 5 elektrisch leitend verbunden, der eine hochfrequente Hochspannung erzeugt; die Frequenz liegt typischerweise im Bereich von etwa 20 kHz bis 500 kHz und die Spannungswerte liegen im Bereich von etwa 5kV bis 15 kV. Bei Anregung des im Entladungsraum 6 befindlichen Gases kommt es zur Ausbil¬ dung einer Gasentladung in Form vieler homogen verteilter, kurzlebiger Entladungsfila- mente 7.

Das zu behandelnde Gas oder Gasgemisch, insbesondere Automobilabgase oder Rauchgase aus Kraftwerken, wird während der elektrischen Entladung durch den Entla¬ dungsraum der Vorrichtung geströmt. Dabei findet eine plasmachemische Umsetzung der Schadstoffe statt. Ebenso kann ein Gas oder Gasgemisch zur Synthese durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung geströmt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn ein thermisch instabiles Gas zur Synthese in jedem Volumenelement der gleichen Anzahl von Entladungen ausgesetzt werden soll.

Zur Erzeugung ortsfester Filamente, die nicht mit der Gasströmung laufen, werden ge¬ zielt Inhomogenitäten in den Entladungsraum gebracht. In Fig. 2a bis 2e sind verschie¬ dene Möglichkeiten dargestellt, mit denen räumliche Inhomogenitäten des elektrischen Feldes im Entladungsraum 6 erzeugt werden können. Fig. 2 a zeigt eine zur Entladungs¬ raum 6 gerichtete Verdickung 1 a der oberen Elektrode 1 , die in dieser Ausführung nicht

ER

mit einem Dielektrikum belegt ist. Im Bereich der Verdickung ist die Dichte der Entla- dungsfilamente 7 deutlich gegenüber der übrigen Elektrodenfläche erhöht.

Wenn beide Elektroden 1,2 mit dem Dielektrikum belegt sind, kann das Dielektrikum im Bereich der Verdickung 1a der Elektrode 1 eine passende Ausnehmung aufweisen, so daß die zum Entladungsraum weisende Oberfläche eben ist (Fig. 2 b). In einer alternati¬ ven Ausführungsform kann die Schichtdicke des Dielektrikums auch konstant sein (Fig. 2 c).

Wie Fig. 2d zeigt, kann anstelle der Verdickung der Elektrode auch eine glatte Elektrode vorgesehen werden und das Dielektrikum 3 wird mit einer Verdickung 3a ausgeführt. Dies erzeugt in gleicher Weise eine Inhomogenität, die eine erhöhte Filamentdichte in diesem Bereich bewirkt.

Neben geometrischen Inhomogenitäten ist auch die Verwendung eines Dielektrikums 3 mit lokal variierender Dielektrizitätskonstante möglich, so daß Bereiche 3b, 3c mit einer unterschiedlichen Permittivität vorliegen (Fig. 2c).

Diese kann durch ein Material, das aufgrund einer Vorbehandlung (Sintern, Tempern, Dotieren) örtlich unterschiedliche innere Eigenschaften erhalten hat, oder durch eine Kombination aus mehreren Materialien bewerkstelligt werden. Insbesondere durch Aus¬ führung streifenförmiger, quer zur Gasströmung liegender, Inhomogenitäten wird die Bildung eines oder mehrerer Entladungsvorhänge begünstigt, die vom zu behandelnden Gas durchlaufen werden müssen. Scharfe Spitzen oder Kanten an den Inhomogenitäten sind jedoch zu vermeiden, da ansonsten die elektrische Feldstärke an diesen Stellen so stark erhöht wird, daß die Barrierenentladung in eine Koronaentladung mit deutlich nied¬ rigerer Leistungsdichte und erhöhter Elektrodenerosion übergeht.

Die in Fig. 2a bis 2e dargestellten und zuvor erläuterten Möglichkeiten zur Erzeugung von inhomogenen Bereichen des elektrischen Feldes können vom Fachmann in beliebi¬ ger Weise miteinander kombiniert werden.

Bei der Erzeugung mehrerer Entladungsvorhänge im Abstand von einigen Millimetern bis wenigen Zentimeter quer zur Strömungsrichtung spielt auch die Anregungsfrequenz der elektrischen Entladung eine Rolle. Die Anregung von Barrierenentladungen erfolgt übli-

cherweise mit hochfrequenter Wechselspannung im Frequenzbereich einiger zehn bis einiger hundert Kilohertz. Die Spannungsform kann sinusförmig oder anharmonisch, ins¬ besondere aus einer Grundfrequenz und einigen Oberwellen bestehend, gewählt wer¬ den. Für weitere Einzelheiten wird auf die DE-OS 43 07 768 verwiesen, deren diesbe¬ züglicher Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich mit einbezogen wird. Jeweils nach Überschreiten der Zündspannung in jeder Periode werden kurzlebige Filamente im Ent¬ ladungsgas gezündet. Die Strömungsgeschwindigkeit im Abgas eines PKW-Motors läßt sich grob durch ^(Viertaktmotor) Drehzahl x Hubraum -e- Auspuffquerschnitt abschätzen und ergibt beispielsweise ¹ / ₂ x 6000min ^'1 x 2000 cm ³ --- 25 cm ² = 4 x 10 ⁴ cm/s, so daß bei einer Anregungsfrequenz von 25 kHz gerade alle Zentimeter ein Filament entsteht. Durch gezielte Wahl der Anregungsfrequenz kann nun erreicht werden, daß die Filamen¬ te aus aufeinanderfolgenden Entladungsvorhängen im gleichen oder in unterschiedli¬ chen Volumenelementen zünden. Daneben kann die Anzahl von Entladungsereignissen im gleichen Volumenelement innerhalb einer Zone und innerhalb des gesamten Reak¬ tors eingestellt werden. Insbesondere kann durch eine Regelung der Anregungsfrequenz abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit im Abgasstrang ein räumlich konstantes Entladungsmuster auch bei instationärem Motorbetrieb erzielt werden.

Fig. 3 zeigt schematisch die Anordnung der Vorrichtung 8 im Abgasstrang eines Kraft¬ fahrzeuges zwischen Motor 9 und Auspuff 10, beispielsweise an Stelle eines Auspufftop¬ fes (Schalldämpfer), dessen Funktion die erfindungsgemäße Vorrichtung mit überneh¬ men kann.

Eine Reihe möglicher Geometrien für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den Fig. 4 a,b und 5 a,b dargestellt. Zur besseren Übersicht sind nur Form und Anordnung der Elektroden dargestellt. Es versteht sich von selbst, wenigstens eine Elektrode mit einem Dielektrikum zu belegen und Inhomogenitäten entsprechend den in Fig. 2a bis 2e dar¬ gestellten Möglichkeiten vorzusehen. Das Abgas wird über einem motorseitigen 9a und einen auspuffseitigen 10a Anschluß durch den jeweils nur schematisch gekennzeichne¬ ten Entladungsraum geströmt. Fig. 4a zeigt als Beispiel für eine planare Anordnung ei¬ nen großflächigen Spalt zwischen zwei planparallelen Plattenelektroden. Fig. 4b zeigt einen mehrlagigen Plattenstapel, dessen Elektroden abwechselnd mit den beiden Polen der (nicht dargestellten) Spannungsquelle verbunden sind. Fig. 5a zeigt die koaxiale An¬ ordnung einer äußeren rohrförmigen Elektrode 1 und einer inneren rohrförmigen Elektro-

ERSATZBUTT (REG

de 2. Auf diese Weise bildet der Entladungsraum 6 einen Ringspalt zwischen koaxialen Rohren. Um eine größere aktive Oberfläche pro Volumen zu erzielen, können mehrere koaxiale Elektrodenanordnungen zu einem Rohrbündel erweitert werden.

In Fig. 6 wird ein spezielles Beispiel einer Ringspaltgeometrie mit strukturierter Elektro¬ denoberfläche etwas genauer dargestellt. Das zu behandelnde Abgas strömt tangential über Köpfe 9b, 10b an den Enden durch den als Ringspalt ausgebildeten Entladungs¬ raum 6a. Dadurch wird eine schraubenförmige Gasströmung erreicht. Die inneren Elek¬ trode 2 trägt Verdickungen 2a, die ebenfalls schraubenförmig, jedoch mit anderem Schraubensinn, angeordnet sind. Dadurch wir erreicht, daß die Gasströmung in etwa senkrecht zu den Verdickungen verläuft. Die äußere Elektrode 1 und das äußere Dielek¬ trikum 3d sind zur besseren Übersichtlichkeit transparent dargestellt.

Die erfindungsgemäße Gestaltung des Entladungsraumes kann vorteilhaft mit anderen Maßnahmen zur Erhöhung der Umsetzrate bei plasmachemischen Reaktionen in Barrie¬ renentladungen kombiniert werden. Insbesondere hervorzuheben ist dabei der Einsatz katalytischer Materialien für Metallelektroden oder für die dielektrischen Barrieren. An¬ hand der vorliegenden Erfindung kann nur innerhalb des Reaktors die Gasentladung auf Bereiche mit oder ohne Katalysator beschränkt werden. Dies erlaubt nunmehr erstmals

• die Verwendung eines Katalysator, der durch die Gasentladung zerstört würde, nämlich in einer nicht aktiven Zone des Reaktors.

• die Verwendung eines Katalysators, der ohne Gasentladung durch Kontamination der Oberfläche inaktiviert würde, nämlich in einer aktiven Zone des Reaktors.

• die Kombination von Reaktionszonen, in denen das Gasgemisch durch elektri¬ sche Entladung aktiviert wird, mit anderen Reaktionszonen, in denen unterstützt durch katalytische Wände die Reaktion des aktivierten Gases zu stabilen Produk ten erfolgt.

Dabei handelt es sich nicht um eine einfache Hintereinanderschaltung von Gasentladung und Katalysator, sondern um eine Kombination innerhalb des gleichen Reaktors. Dies ist nur durch die erfingungsgemäße Ausgestaltung möglich und ist zwingend erforderlich,

da die Lebensdauer der Zwischenprodukte und angeregten Zustände typischerweise nur 10 ^"10 - 10 ^"4 Sekunden beträgt und daher keine langen Transportwege zuläßt.

Als Weiterbildung der Erfindung ist es ferner möglich, die Elektroden in Segmente mit getrennter elektrischer Ansteuerung zu teilen. Neben einer Erhöhung der Zündwahr¬ scheinlichkeit auf einigen der Segmente durch Ansteuerung mit erhöhter oder steil an¬ steigender Spannung während des stationären Betriebs ist damit auch eine Leistungs¬ steuerung durch An- oder Abschalten einzelner Segmente bei variabler Gasströmung möglich.

Wird durch die Inhomogenitäten der Strömungsquerschnitt des Reaktors an einer Stelle verändert, so ändert sich dort auch die Strömungsgeschwindigkeit und damit die Gas¬ dichte. An einer Verengung sinkt die Gasdichte, was zusätzlich zu dem verstärkten elek¬ trischen Feld eine weitere Absenkung der Zündschwelle verursacht.

Bei Segmentierung der Elektroden kann die lokale Strömungsgeschwindigkeit auch durch Einblasen oder Absaugen von Gas durch die Fugen der Segmente beeinflußt werden. Ferner entsteht dadurch eine Gasströmung, die zumindest stellenweise parallel zu den elektrischen Feldlinien verläuft.

BEZUGSZEICHENLISTE

,2 Elektroden

a, 2a Verdickungen der Elektroden

,4 Dielektrikum

a Verdickung des Dielektrikums

b, 3c Bereiche mit unterschiedlicher Permittivität

Spannungsquelle

, 6a Entladungsraum

Entladungsfilamente

Position der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Kfz

Motor

0 Auspuff

a, b motorseitiger Anschluß

a,b auspufffseitiger Anschluß