Wie funktioniert ein Katalytofen?

In erster Linie ist ein Katalytofen ist ein Gasheizgerät. Zum Einsatz kommen Katalytöfen meistens im Freien oder in Großzelten beim Camping. Im Folgenden wird erklärt, was ein Katalysator ist, wie diese Technik im Katalytofen genutzt wird und wie der grobe Funktionsprozess in einem solchen Gerät abläuft.

Wie funktioniert ein Katalytofen?
Wie funktioniert ein Katalytofen?

Was ist ein Katalysator?

Vereinfacht erklärt, ist ein Katalysator ein Stoff, der ohne sich selber zu verbrauchen, eine chemische Reaktion von zwei Reaktionspartnern beschleunigt. Sogar in der Natur können täglich Biokatalysatoren bei ihrer Arbeit beobachtet werden. Enzyme sind solche Biokatalysatoren. Enzyme in einem aufgeschnittenen Apfel beschleunigen die Verbindung von der Oberfläche mit dem Sauerstoff aus der Luft. Das Ergebnis ist eine Verfärbung. Dabei werden die Enzyme aber nicht verbraucht. Sie liegen noch im Ursprungszustand vor.

Im Auto, vielmehr in alten Autos, machen sich Ingenieure die Wirkung von Katalysatoren wie Metallen zu Nutzen, um die Verbrennung von umweltbelastenden Abgasen zu beschleunigen und sie so unschädlich zu machen.

Katalysatoren im Katalytofen:

Oft wird in Katalytöfen Platinwolle als Katalysator verwendet. Platinwolle wird zu einer Matte gepresst, durch die Gas und Luft strömen. Durch die Anwesenheit der Platinwolle werden die Verbindungen der Sauerstoff- und Gasatome gelockert, so dass sie eine Verbindung eingehen. Es entsteht eine chemische Reaktion. In diesem Falle verbrennen beide Stoffe, allerdings ohne Flamme. Ohne die Platinwolle als Katalysator wäre die Aktivierungsenergie zu niedrig, um eine schnelle chemische Reaktion der beiden Reaktionspartner hervorzurufen.

Das heißt: Die Platinwolle sorgt für eine chemische Reaktion von hoher Geschwindigkeit bei geringer Aktivierungsenergie. Den Prozess auf beziehungsweise an der Katalytmatte nennt man katalytische Verbrennung.

Funktionsprozess im Katalytofen

rowi-gas-katalytofenIm Gehäuse des Katalytofens wird eine Gasflasche angeschlossen. Mit Hilfe einer Piezozündung wird eine Überwachungsflamme entzündet, deren Wärme dafür sorgt, dass Gas ausströmen kann. Es strömt mit der Umgebungsluft zusammen durch die Katalytmatte, wo es dann ohne Flamme durch die bloße Anwesenheit des Platins verbrennt. Dies ist die chemische Reaktion. Dabei entsteht eine Strahlungswärme. Diese wird an die Umgebung abgegeben. Die direkte Strahlungswärme auf der Haut empfinden die meisten Menschen als angenehm.

Bei der Verbrennung wird Sauerstoff aus der Umgebungsluft entzogen, so dass der Raum groß genug sein muss, beziehungsweise Luftdurchlässig sein sollte, damit keine gefährliche Sauerstoffarmut entsteht. Viele Geräte verfügen heute über eine Sauerstoffmangelsicherheit und schalten sich dann von alleine ab. Die Höhe der Temperatur kann wie zu Haus über eine Thermostat geregelt werden.

Exkurs Piezozündung:

Hierbei handelt es sich um einen Kristall, Piezo, der unter Druck elektrische Spannung erzeugt. Es entsteht ein Funke. Die gleiche Technik wird auch in Elektrofeuerzeugen zur Entzündung von Gas verwendet. Übrigens funktioniert dies auch umgekehrt. Bei elektrischer Spannung dehnt der Kristall sich aus.

Im Überblick:

  • Beim Katalytofen ist die Katalytmatte das Kernstück
  • Gas- Sauerstoffgemisch wird durch die Katalytmatte diffundiert
  • An bzw. Auf der Matte findet die flammen lose Verbrennung des Gemischs statt
  • Dies passiert durch die bloße Anwesenheit des Stoffes, aus dem die Matte besteht
  • Weil dieser die chemische Reaktion beschleunigt, also ein Katalysator für die entsprechenden Reaktionspartner ist.
  • Danach geht der Katalysator wieder in seinen Ursprungszustand zurück.
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