Katalizátor

Katalizátor , semlegesítő  -- egy belső égésű motor kipufogórendszerében lévő berendezés , amelyet a kipufogógázok toxicitásának csökkentésére tervezték a nitrogén - oxidok katalitikus redukciójával és az ebből a reakcióból képződő oxigén felhasználásával a szén - monoxid és az el nem égett szénhidrogének oxidálására .

Ehhez a feladathoz a legjobb üzemanyag-levegő-arány a motorhoz a sztöchiometrikus .

Ezenkívül a működését maradék oxigénérzékelő (lambda szonda) vezérli .

Történelem

Eugène Goudry meghatározó szerepet játszott a katalizátorok fejlesztésében . Az Egyesült Államokban az 1970-es évek közepén kezdték széles körben használni az autókon, a szigorúbb környezetvédelmi követelmények bevezetésével kapcsolatban [1] .

Hogyan működik

A motor működése során keletkező fő anyagok ártalmatlanok. Ők:

Az égési folyamat azonban nem tökéletes, a motor működése során az ártalmatlan anyagok mellett mérgező és káros anyagok is szabadulnak fel. Ezek az anyagok a következők:

A katalizátorokban kétféle katalizátort használnak: redukáló és oxidáló.

A redukciós katalizátor platina és ródium felhasználásával katalizálja a nitrogén-oxidok inert, ártalmatlan molekuláris nitrogénné és oxigénné történő bomlását.

Az általában platinából és palládiumból álló oxidációs katalizátoron a keletkező szabad oxigén reakcióba lép az el nem égett üzemanyag szénhidrogéneivel és a szén-monoxiddal.

Redox reakciók is előfordulhatnak a nitrogén-monoxid és a szén-monoxid között.

Egyszerűsített formában ezek a kémiai reakciók így néznek ki:

És mások.

Az autókban használt katalizátorok megkövetelik, hogy a motor a lehető legközelebbi légtöbblet arányon (α) működjön. Ez lehetetlenné teszi a sovány keverék (α>1) használatát a hatékonyság növelésére és a gazdag keverék (α<1) használatát a nagyobb teljesítmény eléréséhez bizonyos üzemmódokban.

Katalizátorok dízelmotorokhoz

A dízelmotorok katalizátorai rosszul csökkentik az NO x - kibocsátást . Ennek egyik oka az, hogy maguk a dízelmotorok alacsonyabb hőmérsékleten működnek, mint a benzinmotorok, és nem érik el az ilyen típusú katalizátorok optimális hőmérsékletét. A zöld autók vezető szakértői közül néhány olyan új kipufogórendszerrel állt elő, amely segít orvosolni ezt a hiányosságot. Vizes karbamidoldatot fecskendeznek a kipufogócsőbe, mielőtt a gázok elérnék a konvertert. A karbamid az NO x - szel reagálva nitrogént és vízgőzt képez, így a kipufogógázokban lévő nitrogén-oxidok mennyisége több mint 90 százalékkal csökken.

Építkezés

A modern katalizátorok két- vagy háromkomponensűek. A háromutas konverter egy rozsdamentes fém ház, falakon hőtávtartóval, melyben „méhsejt” vagy ritkábban „kerámiagyöngy” típusú szerkezet található. A méhsejt szerkezet fém vagy kerámia, és katalizátor anyagokkal, általában platinával, ródiummal vagy palládiummal van bevonva (az utóbbi években egyes modellek aranyat kezdenek használni, mivel olcsóbb, mint más katalizátorfémek).

A kerámia kialakítás gyakoribb, mivel olcsóbb, de ennek a kialakításnak van egy nagy mínusza - a törékenység. Egy kis ütés is elég ahhoz, hogy a kerámia lépek összeomlanak.

Jegyzetek

  1. ↑ Palucka, Tim (2004. tél). "Csinálni a lehetetlent" . Találmány és technológia . 19. (3) bekezdése alapján. Archiválva az eredetiből 2008. december 3 . Letöltve: 2011. december 14 .

Lásd még

Linkek