新型催化劑積極應對現代發動機清潔排氣的挑戰


【概要】華盛頓大學的研究人員已經創造出一種催化劑,該催化劑能夠在先進發動機的較低溫度下減少污染物,并創造性地降低鉑金和昂貴催化轉換器組件的使用量。

【圖注】華盛頓大學,PNNL和新墨西哥大學的研究人員已經開發了一種更好的催化劑轉化器,將汽車污染物轉化為良性產物氮,二氧化碳和水。在工作發動機的高排氣溫度下,氧化鈰表面上負載鉑單原子的催化劑是非常穩定的,但在當今更高效的發動機較低“冷啟動”溫度下卻異?;钴S。

隨著汽車燃油效率的提高,廢氣中的熱量損失越來越少,這使得排放污染物的處理難度也越來越大。華盛頓州立大學,西北太平洋國家實驗室和新墨西哥大學的研究人員已經創造出了此種催化劑。他們發表的一篇文章提出了一種新的方法來創造更強大的催化劑,同時使降低鉑的使用量,控制催化劑中的昂貴組分。

自20世紀70年代中期以來,催化劑一直是柴油發動機和汽油發動機的組成部分,當時聯邦法規開始要求減少一氧化碳,碳氫化合物和氮氧化物。催化轉化器可將污染物轉化為良性氣體,如氮氣,二氧化碳和水。

在發動機的高負荷下發動機所排氣體的溫度高達750攝氏度(約1,500華氏度),一種高溫穩定的催化劑是研究人員所面臨的艱巨挑戰。當發動機冷啟動時,催化劑仍然工作,并且必須在達到150攝氏度之前清理排氣,這比現有系統低100多攝氏度。

新墨西哥大學化學與生物工程系和研究學院的杰出教授Abhaya Datye說:“由于先進的內燃機提高了燃料效率,所以冷啟動時具有較低的工作溫度,因此尾氣排放的能量較少?!盌atye?研究小組發現了一種新的方法來獲得并穩定氧化鈰表面上的單個鉑原子,氧化鈰是排放控制催化劑中的成分。即單原子催化劑更高效地使用鉑,同時在高溫下保持穩定。

Datye?說:“我們能夠應對高溫穩定性和低溫活性的挑戰?!痹谒麄兊淖钚卵芯恐?,研究人員在750攝氏度,接近1400華氏度的蒸汽下處理催化劑,發現已經穩定的催化劑在低冷啟動溫度下變得非?;钴S。

原文鏈接:New catalyst meets challenge of cleaning exhaust from modern engines

本文由材料人編輯部李妹編輯,點我加入材料人編輯部。

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