DEF (AdBlue): Wat is dat?
Van DEF naar emissiereductie
Iedere moderne dieselmotor met een SCR-systeem gebruikt DEF om de uitstoot van NOx (stikstofoxiden) te verminderen.
Toch is lang niet altijd duidelijk wat DEF precies is en wat er gebeurt nadat het in de uitlaat wordt ingespoten.
Een veelgehoorde aanname is dat DEF zelf de schadelijke emissies neutraliseert. Maar in werkelijkheid is het onderdeel van een proces waarin chemie, temperatuur en een nauwkeurige dosering samen zorgen voor een effectieve NOx-reductie.
Wat is DEF?
DEF (Diesel Exhaust Fluid), technisch aangeduid als AUS 32 en vaak verkocht onder de merknaam AdBlue®, bestaat uit:
- 32,5% hoogzuiver ureum
- 67,5% gedemineraliseerd water
De samenstelling lijkt eenvoudig, maar is nauwkeurig vastgelegd in de ISO 22241 norm. Alleen wanneer vloeistoffen aan deze norm voldoen, zijn geschikt voor gebruik in SCR-systemen.
Waarom is DEF nodig?
Tijdens de verbranding ontstaan in een dieselmotor NOx (stikstofoxiden). Deze gassen ontstaan doordat stikstof en zuurstof uit de aangezogen lucht bij de hoge temperaturen met elkaar reageren.
Omdat NOx schadelijk is voor de luchtkwaliteit en voor de gezondheid, worden moderne dieselmotoren uitgerust met een SCR-systeem (Selective Catalytic Reduction).
Om de stikstofoxiden om te zetten in onschadelijke stoffen kan ammoniak worden gebruikt. En daar speelt DEF een essentiële rol.
Hoe ontstaat ammoniak uit DEF?
DEF breekt zelf de stikstofoxiden niet af.
DEF dient als drager van ammoniak. De vloeistof kan veilig worden opgeslagen, verpompt en gedoseerd. Pas nadat de DeNOx-unit DEF in de hete uitlaatgasstroom heeft ingespoten, begint het chemische proces, en komt de ammoniak vrij.
In grote lijnen verloopt dit chemische proces als volgt:
- Het water verdampt.
- Het ureum ontleedt (dit noemen we thermolyse).
- Het gevormde isocyaanzuur reageert met water (dit noemen we hydrolyse).
- Uiteindelijk ontstaat bij zowel punt 2 als 3 ammoniak.
De ammoniak is nodig voor de volgende stap in het SCR-proces.
De SCR-katalysator
In de SCR-katalysator bevindt zich een speciale katalytische coating op een honingraatstructuur. Deze coating versnelt de chemische reactie tussen ammoniak en stikstofoxiden (NOx), de coating wordt daarbij zelf niet verbruikt.
Door het proces ontstaan:
- N₂ (stikstofgas)
- H₂O (water)
Goed om te weten dat het gevormde stikstofgas hetzelfde natuurlijke bestanddeel is dat ongeveer 78% van onze atmosfeer vormt. En dus iets anders is dan stikstofoxiden (NOx), de schadelijke emissies die juist door het SCR-systeem worden gereduceerd.
De rol van de DeNOx-unit
De DeNOx-unit heeft de taak om ervoor te zorgen dat DEF:
- met de juiste druk wordt verpompt
- op het juiste moment wordt ingespoten
- in de juiste hoeveelheid wordt gedoseerd
Een nauwkeurige dosering is essentieel. Wanneer te weinig of juist te veel DEF wordt geïnjecteerd, kan de omzetting van NOx minder effectief verlopen en kunnen storingen of ongewenste afzettingen ontstaan.
Waarom temperatuur belangrijk is
Het volledige SCR-proces is afhankelijk van de juiste omstandigheden.
Is de uitlaatgastemperatuur te laag, dan kan DEF onvoldoende verdampen en omzetten. Hierdoor kunnen ureumgerelateerde afzettingen ontstaan die de werking van het systeem nadelig beïnvloeden.
Factoren zoals de kwaliteit van DEF, de conditie van de injector, de werking van de DeNOx-unit en de temperatuur van het uitlaatsysteem spelen een belangrijke rol bij een optimale NOx-reductie.
Niet iedere DEF heeft de naam AdBlue®
Bij vrijwel iedere pomp in Nederland zijn cans met AdBlue, en soms zelfs aparte pompunits met AdBlue beschikbaar.
In de praktijk is daarom AdBlue de meeste mensen herkenbaar als de enige DEF.
Dat is begrijpelijk, maar technisch niet helemaal juist.
AdBlue® is een geregistreerde merknaam.
DEF (Diesel Exhaust Fluid) of AUS 32 is de productbenaming.
Ongeacht de naam moet de vloeistof voldoen aan ISO 22241 om geschikt te zijn voor gebruik in SCR-systemen.
Temperatuur en opslag van DEF
DEF bevriest bij ongeveer -11 °C, het bevriezen opzich is geen probleem. Na volledig ontdooien behoudt de vloeistof haar eigenschappen en kan deze normaal worden gebruikt. Langdurige opslag bij hoge temperaturen of in direct zonlicht is juist minder wenselijk. Door de warmte neemt de stabiliteit van de ureumoplossing af. Ureum kan geleidelijk ontleden en water kan verdampen, waardoor de voorgeschreven verhouding van 32,5% ureum en 67,5% gedemineraliseerd water kan veranderen. Hierdoor voldoet de vloeistof uiteindelijk niet meer aan de ISO 22241 norm en neemt de houdbaarheid af.
Bij opslag onder ideale omstandigheden (koel, schoon en beschermd tegen direct zonlicht) wordt DEF geacht 18 maanden houdbaar te zijn. In de praktijk worden deze omstandigheden lang niet altijd gehaald en zou dus rekening gehouden moeten worden met een kortere houdbaarheid.
Samengevat
Hoewel DEF bestaat uit slechts twee bestanddelen (ureum en water), speelt het een cruciale rol binnen het SCR-systeem. De vloeistof zorgt zelf niet rechtstreeks voor emissiereductie, maar maakt de vorming van ammoniak mogelijk. Vervolgens zet de SCR-katalysator schadelijke NOx (stikstofoxiden) om in N2 (stikstofgas) en H₂O (water).
Een goed werkend SCR-systeem is afhankelijk van meerdere factoren: kwalitatief goede DEF, een correct functionerende DeNOx-unit, een goed werkende injector en de juiste bedrijfsomstandigheden.
Werkt het SCR-systeem niet zoals het hoort?
Kristallisatie en andere vervuiling op en in de DeNOx-unit kan zorgen voor een defect, revisie kan dan uitkomst bieden.
Ook de kwaliteit van DEF, de injector, sensoren of andere onderdelen van het SCR-systeem kunnen invloed hebben op de werking.
Daarom is een juiste diagnose essentieel. Door de oorzaak van een storing zorgvuldig vast te stellen, kan onnodige vervanging worden voorkomen en blijft het SCR-systeem betrouwbaar functioneren.