Katalysator

Katalytisk konverter , neutralisator - en anordning i udstødningssystemet på en forbrændingsmotor , designet til at reducere toksiciteten af udstødningsgasser gennem katalytisk reduktion af nitrogenoxider og brugen af oxygen dannet fra denne reaktion til at oxidere carbonmonoxid og uforbrændte carbonhydrider .

Det bedste forhold mellem brændstof og luftindtag til motoren til denne opgave er støkiometrisk .

Dens drift styres også af en resterende iltsensor (lambdasonde) .

Historie

Eugène Goudry spillede en afgørende rolle i udviklingen af katalysatorer . De begyndte at blive meget brugt på biler i USA i midten af 1970'erne i forbindelse med indførelsen af skærpede miljøkrav [1] .

Sådan virker det

De vigtigste stoffer, der produceres under motordrift, er uskadelige. De er:

nitrogen (N 2 ) - luft består af 78 % nitrogen;
vand ( H20 );
kuldioxid (CO 2 ) - i sig selv harmløs (i små mængder), men det menes, at dets overskud fører til global opvarmning;

Forbrændingsprocessen er dog ikke perfekt, og ud over harmløse stoffer frigives giftige og skadelige stoffer under motordrift. Disse stoffer er:

kulbrinter (CH x ) - hovedbestanddelen af smog;
nitrogenoxider (NO x ) - en anden bestanddel af smog;
kulilte (CO) er en farveløs og lugtfri giftig gas;

To typer katalysatorer bruges i katalysatorer: reducerende og oxiderende.

Reduktionskatalysatoren bruger platin og rhodium til at katalysere nedbrydningen af nitrogenoxider til inert, harmløst molekylært nitrogen og oxygen.

På en oxidationskatalysator, normalt bestående af platin og palladium, reagerer det resulterende frie oxygen med kulbrinterne i det uforbrændte brændstof og kulilte.

Redoxreaktioner mellem nitrogenoxid og kulilte kan også forekomme.

I en forenklet form ser disse kemiske reaktioner sådan ud:

NO 2 N 2 + O 2 $\højre pil$
C x H y + O2CO2 + H2O ; _ _ $\højre pil$
NO + CO N2 + CO2 ; $\højre pil$
CO + O2C02 ; _ $\højre pil$

Og andre.

Katalysatorer, der bruges i biler, kræver, at motoren kører med et overskydende luftforhold (α) så tæt på enhed som muligt. Dette gør det umuligt at bruge en mager blanding (α>1) for at øge effektiviteten og en rig blanding (α<1) for at opnå mere kraft i visse tilstande.

Katalysatorer til dieselmotorer

Katalysatorer i dieselmotorer gør et dårligt stykke arbejde med at reducere NO x -emissioner . En grund er, at dieselmotorer i sig selv kører ved en lavere temperatur end benzinmotorer og ikke når den optimale temperatur for denne type katalysator. Nogle af de førende grønne bileksperter er kommet med et nyt udstødningssystem, der hjælper med at afhjælpe denne mangel. De sprøjter en vandig opløsning af urinstof ind i udstødningsrøret, før gasserne når konverteren. Urinstoffet reagerer med NO x for at producere nitrogen og vanddamp, hvilket reducerer mængden af nitrogenoxider i udstødningsgasserne med mere end 90 procent.

Konstruktion

Moderne katalysatorer er to- eller tre-komponent. En tre-vejs konverter er en metalkasse af rustfrit stål med en termisk afstandsholder på væggene, hvor der er en "bikagestruktur" eller, mere sjældent, en struktur af typen "keramiske perler". Honningkagestrukturen er metal eller keramik og belagt med katalysatorstoffer, normalt platin, rhodium eller palladium (i de seneste år er nogle modeller begyndt at bruge guld, da det er billigere end andre katalysatormetaller).

Keramisk design er mere almindeligt, da det er billigere, men dette design har et stort minus - skrøbelighed. Et lille slag er nok til at de keramiske honningkager smuldrer.

Noter

↑ Palucka, Tim (Vinter 2004). "Gør det umulige" . Opfindelse og teknologi . 19 (3). Arkiveret fra originalen den 3. december 2008 . Hentet 14. december 2011 .