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Dieser Schritt findet auf der Wegstrecke vor dem Katalysator, der sogenannten Hydrolyse-Strecke statt. Da die optimale Zerstäubung sowie Verdampfung der wässrigen Harnstofflösung für die Umsetzung maßgeblich ist, kommen üblicherweise verschiedene Mischerkonstruktionen zum Einsatz, die diese verbessern sollen.

Thermolyse des Harnstoffs zu Ammoniak und Isocyansäure

${\displaystyle \mathrm {(NH_{2})_{2}CO\longrightarrow NH_{3}+HNCO} }$

anschließende Hydrolyse, die Isocyansäure reagiert mit Wasser zu weiterem Ammoniak und Kohlendioxid

${\displaystyle \mathrm {HNCO+H_{2}O\longrightarrow NH_{3}+CO_{2}} }$

Um die Harnstoffzersetzung, insbesondere bei kalten Abgastemperaturen, zu verbessern, werden häufig sogenannte Hydrolysekatalysatoren eingesetzt. Die Harnstoffzersetzung kann zusätzlich verbessert werden, indem diese Katalysatoren nur von einem Teil des gesamten Abgasstroms durchströmt werden, d. h. sie werden in einem Teilstrom betrieben.[4][5]

Gelingt keine vollständige Zersetzung des Harnstoffs, können sich über das Zwischenprodukt Isocyansäure feste Ablagerungen aus Cyanursäure (Trimer der Isocyansäure) oder Melamin bilden, die zu Verstopfungen im Abgassystem führen.

Gelingt allerdings eine komplette Zersetzung des Harnstoffs, entstehen somit aus einem Harnstoffmolekül zwei Ammoniakmoleküle.

Ammoniak ist bei Raumtemperatur gasförmig und müsste daher gekühlt oder unter Druck aufbewahrt werden um verwendbar zu sein. Ammoniakwasser ist bei offener Lagerung an der Luft unbeständig und gast Ammoniak aus. Eine wässrige Harnstofflösung ist ähnlich lange bei Umgebungsbedingungen in einem Tank lagerbar wie Benzin oder Dieselkraftstoff.

Das im Harnstoff gebundene CO₂ wird in die Atmosphäre abgegeben. Angesichts der deutlich größeren im Abgasstrom vorhandenen Mengen an CO₂ ist dies jedoch vernachlässigbar.

Reduktion der Stickoxide mittels Selektiver Katalytischer Reduktion, im Reduktionskatalysator

Standard-SCR (Temperatur über 250 Grad)

${\displaystyle \mathrm {4\ NO+4\ NH_{3}+O_{2}\longrightarrow 4\ N_{2}+6\ H_{2}O} }$

Schnelle SCR (Temperatur über 170 bis 300 Grad, „Fast SCR“)

${\displaystyle \mathrm {NO+2\ NH_{3}+NO_{2}\longrightarrow 2\ N_{2}+3\ H_{2}O} }$

„NO₂ SCR“

${\displaystyle \mathrm {8\ NH_{3}+6\ NO_{2}\longrightarrow 7\ N_{2}+12\ H_{2}O} }$

das Ammoniak reagiert mit den Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser.

Üblicherweise liegt bei Dieselmotoren der Anteil von NO₂ an den Gesamtstickoxiden bei nur ca. 5 %, so dass ohne weitere Maßnahmen nur die Standard-SCR-Reaktion relevant ist. Um dennoch die „Fast-SCR“-Reaktion zu ermöglichen und damit die Anspringtemperatur abzusenken, werden stromauf der SCR-Katalysatoren sogenannte NO-Oxidationskatalysatoren eingesetzt. Diese platinhaltigen Katalysatoren heben den NO₂-Anteil an und ermöglichen damit die „Fast-SCR“-Reaktion.[4] Dies gilt allerdings nur bis zu einem NO₂-Anteil von 50 % an den Gesamt-Stickoxiden. Steigen die NO₂-Anteile über diese Grenze, findet die sogenannte NO₂-SCR-Reaktion statt. Da diese deutlich langsamer abläuft und zudem der NH₃-Bedarf ansteigt, sind NO₂-Anteile über 50 % zu vermeiden.

Im Gegensatz zu Drei-Wege-Katalysatoren ist es durch den Einsatz des Reduktionsmittels Ammoniak somit möglich, Stickoxide in Anwesenheit von Sauerstoff zu Stickstoff zu reduzieren.