Katalysator-Technologie | Nachhaltigkeit | Corning

„Was möchte ich meinen Kindern und Enkeln hinterlassen?“ – diese Frage beschäftigt wohl die meisten Erwachsenen weltweit.

Die Antwort fällt für jeden unterschiedlich aus – wir bei Corning jedoch tragen mit unseren bahnbrechenden Innovationen seit über 50 Jahren dazu bei, was wir kommenden Generationen definitiv nicht hinterlassen wollen: schmutzige und gesundheitsschädliche Luft.  

Den Grundstein hierfür legte die US-Regierung mit dem „Clean Air Act“ von 1970: Fortan waren die zulässigen Emissionen von Industriequellen und Fahrzeugen rigoros eingeschränkt. Die Automobilindustrie suchte dringend eine Möglichkeit, die Schadstoffemissionen neuer Modelle drastisch zu reduzieren. Mit einer wabenförmigen Keramik entwickelte Corning genau diese Lösung, die zum Standard für Luftreinhaltung in Fahrzeugen auf der ganzen Welt werden sollte. Und wir haben permanent daran weitergearbeitet, sie zu verbessern.

Unsere Leitvision: Urbane Zentren frei von schweren Wolken aus Schwefeldioxid und Kohlenmonoxid, wie es jahrzehntelang üblich war. Wir setzten alles daran, die Gesundheit kommender Generationen zu schonen, sodass sie über deutlich gesündere Lungen und stärkere Herzen verfügen.

Dank unseres Engagements haben Keramiksubstrate und Partikelfilter von Corning mehr als 4 Milliarden Tonnen Kohlenwasserstoffe, 4 Milliarden Tonnen Stickoxide und 40 Milliarden Tonnen Kohlenmonoxid daran gehindert, in die Atmosphäre zu gelangen. 

Diese Erfolgsgeschichte begann mit einem drängenden Problem – und einem durchdachten, langfristigen Ansatz zur Lösung.

Mitte des 20. Jahrhunderts erlebten die USA jahrzehntelanges wirtschaftliches Wachstum – und insbesondere die vielen neuen Autos auf den Straßen waren das Symbol schlechthin für den wachsenden Wohlstand dieser Zeit. Wohlstand, der jedoch eine graue Decke aus Smog über die amerikanischen Städte und andere hochentwickelte Länder der Welt ausbreitete. Schon 1952 forderte der „Große Smog von London“ innerhalb von nur fünf Tagen bis zu 6.000 Todesopfer. Auch in den darauffolgenden Jahren wurden New York und London immer wieder von tödlichen Smog-Episoden heimgesucht. Und die Highways rund um Los Angeles wandelten sich vom Symbol der Freiheit zum Ort dicker Abgaswolken, in denen das Atmen schwerfiel.[1][2]

Obwohl die US-Regierung bereits Versuche unternommen hatte, die Verursacher der Luftverschmutzung zu reglementieren, fehlte es dem Gesetzgeber an der nötigen Durchsetzungsfähigkeit, um hier wirklich etwas zu bewirken.

Doch mit dem Clean Air Act von 1970 und mit der Gründung der Umweltschutzbehörde „Environmental Protection Agency“ sollte sich alles ändern – denn die  EPA hatte den klaren Auftrag, neue Normen durchzusetzen.

Ebenfalls 1970 wurde von den Vereinten Nationen erstmals der internationale Earth Day begangen – verbunden mit der Forderung der Bevölkerung nach einer gesünderen und nachhaltigeren Umweltpolitik und der Verpflichtung der Regierungen zur Luftreinhaltung.

Die Automobilindustrie wandte sich damals hilfesuchend an Corning und erhoffte sich von unserer Expertise in Materialwissenschaft neue Lösungen: Corning sollte ein Keramiksubstrat entwickeln, das für Katalysatoren benötigt wird, die damals als Teil des Clean Air Act bis zum Jahr 1975 neue Vorschrift wurden. 

Corning wurde gefragt – und Corning hat geliefert. 1971  entwickelten unsere Forscher eine ökonomisch attraktive  Keramik mit den gesuchten Eigenschaften: extreme Hitze- und Temperaturwechselbeständigkeit sowie gut geeignet für chemische Beschichtungen. Außerdem: ein Umformwerkzeug auf Messingbasis, mit der die Keramik zu einem wabenartigen Bauteil mit etwa 30 röhrenförmigen Kanälen bzw. Zellen pro Quadratzentimeter ausgeformt werden konnte. Die Zellwände sind nur etwa 0,3 Millimeter dick und können mit Chemikalien beschichtet werden, die die gasförmigen Schadstoffe in den Motorabgasen neutralisieren bzw. katalysieren.

Die Ford Motor Company zählte 1971 zu den ersten Abnehmern von Corning^® Celcor^® Substraten. Diese Innovation entwickelte sich Innerhalb der nächsten Jahre zum unangefochtenen Standard für Fahrzeugmotoren weltweit..

Schon damals ahnte Corning, dass die Luftreinhaltungsvorschriften den Fahrzeugherstellern immer strengere Grenzwerte abverlangen würden. Im Laufe der Jahre verbesserten wir kontinuierlich unsere Material- und Verarbeitungstechnologien. Immer neue Substrate mit höherer Zelldichte, dünneren Wänden und größerer Porosität ermöglichten es dem Kordierit-Substrat, sich zu erhitzen und die Katalysatoren wirksamer zu nutzen.

In den 2000er Jahren nutzte Corning eine ähnliche Wabenstruktur zur Filterung schädlicher Feinstaubpartikel, die durch unvollständig verbrannten Dieselkraftstoff entstehen. Andere Innovationen wie Corning^® DuraTrap^® GC Filter, senken den Feinstaubanteil in den Abgasen von Benzin-Direkteinspritzern drastisch.

Emissionssenkende Technologien auf Keramikbasis tragen dazu bei, jedes Jahr bis zu 160.000 Menschenleben  zu retten und  schwere Verläufe von Herzkrankheiten und Asthma zu verhindern. [3] Seit der Einführung von Katalysatoren im Jahr 1975 bis heute sind die Emissionen von leichten und schweren Nutzfahrzeugen um sensationelle 99 % gesunken.

Weniger Abgase sind der größte Einzelbeitrag zur Verbesserung der Luftqualität in den USA. Während die Wirtschaft des Landes seit der Verabschiedung des Clean Air Act von 1970 um das Vierfache gewachsen ist, ist die Luftverschmutzung erfreulicherweise um mehr als 70 % zurückgegangen.

Die Vorschriften und Grenzwerte für eine bessere Luftqualität werden in regelmäßigen Abständen immer  strenger. Nach den USA schlossen sich in den 1990ern auch die europäischen Länder dem Kampf gegen die Luftverschmutzung an, vor kurzem folgten China und Indien mit neuen rigorosen Schadstoffvorschriften. In allen diesen Regionen ist Corning ein wichtiger Partner bei der Entwicklung von technologischen Lösungen zur Luftreinhaltung.

Obwohl sich die Luftqualität in den letzten 50 Jahren signifikant verbessert hat, gibt es immer noch erheblichen Spielraum für Verbesserungen – insbesondere bei Stickoxid- und Feinstaubemissionen. Außerdem deuten viele Prognosen darauf hin, dass die weltweite Fahrzeugnutzung in den nächsten 20 Jahren um bis zu 50 % zunehmen wird, vor allem in bevölkerungsreichen Regionen und Entwicklungsländern. Der allgemeine Trend deutet daher auf eine weitere Verschärfung der Normen für Fahrzeugemissionen hin.

Corning hat sich dieser Thematik insbesondere mit Blick auf die langfristigen Auswirkungen gewidmet. Da beispielsweise festgestellt wurde, dass bei einer durchschnittlichen PKW-Fahrt der Schadstoffausstoß in den ersten Minuten den größten negativen Effekt erzeugt, hat sich Corning auf emissionsfreie Antriebstechnologien für Verbrennungsmotoren spezialisiert – und sich zum führenden Entwickler neuer Technologien entwickelt.

Dieser Prozess ist nicht abgeschlossen und neue Erkenntnisse der Keramik-Materialforschung und -Entwicklung fließen in unsere marktreifen Produkte ein, um nachfolgenden Generationen saubere Fahrzeuge und einwandfreie Luftqualität zu bieten..

[1] National Geographic. “Dec 4, 1952 CE: Great Smog of 1952”. Accessed January 14, 2020. www.natgeo.org
[2] BBC. “The lethal effects of London fog”. Accessed January, 14 2020. www.bbc.com/future/article/20151221-the-lethal-effects-of-london-fog
[3] United States Environmental Protection Agency. “Benefits and Costs of the Clean Air Act 1990-2020, the Second Prospective Study”. Accessed January 14, 2020. www.epa.gov/clean-air-act-overview/benefits-and-costs-clean-air-act-1990-2020-second-prospective-study