Wirkungsweise

Je nach Betriebspunkt des Motors können Konvertierungsraten nahe 100% erreicht werden.Die Wirkungsweise beruht auf katalytischen Reaktionen. Die Aufgabe des Fahrzeugkatalysators ist die chemische Umsetzung der Verbrennungsschadstoffe Kohlenwasserstoffe (H_mC_n), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickoxide (NO_x) zu Kohlenstoffdioxid (CO₂), Wasser (H₂O) und Stickstoff (N₂) durch Oxidation bzw. Reduktion.

Je stärker der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren optimiert wird, desto höher ist die Verbrennungstemperatur, denn der Wirkungsgrad η einer Wärmekraftmaschine ist stets kleiner (1 - T_min/T_max). Bei hohen Verbrennungstemperaturen entstehen jedoch zunehmend mehr Stickoxide NO_x, die beispielsweise maßgeblich an der Bildung von Sommersmog beteiligt sind.

Weiterentwicklung

In dieser Zeit ist der Katalysator aufgrund der fehlenden Betriebstemperatur von 250 - 300 °C fast funktionslos.Der Schwerpunkt heutiger Forschung liegt insbesondere in der Verkürzung der Kaltlaufphase, da ein Großteil der Gesamtschadstoffemission innerhalb der ersten drei Minuten nach Motorstart entsteht. Die katalytische Effektivität in der Kaltstartphase kann durch eine Kombination folgender Maßnahmen deutlich gesteigert werden.

• möglichst motornahe Katalysatormontage (z.B. direkt hinter dem Abgaskrümmer)
• Verwendung metallischer Träger im Katalysator (Katalysator heizt schneller auf)
• elektrisch beheizter Katalysator
• elektrisch beheizbare Lambdasonde (schneller emissionsoptimierten Motorbetrieb)

Als Nachrüstlösung (primär für ältere Fahrzeuge) bieten sich sog. Kaltlaufregler an. Neben dem Effekt einer besseren Umweltverträglichkeit in der Kaltlaufphase ist damit im Regelfall auch eine Einstufung in eine bessere Schadstoffklasse verbunden, was eine teils deutliche Ersparnis bei der Kfz-Steuer zur Folge haben kann.