کاتالیزور چه نقشی درکاهش آلودگی هوا دارد؟

کاتالیزور و کاهش آلودگی هوا: مبدل‌ های کاتالیزوری دستگاه‌ هایی هستند که به لوله ‌های اگزوز خودروها تعبیه می‌شوند تا انتشارات سمی را کاهش دهند.

بسیاری از مبدل های کاتالیزوری معمولی از فلزات گروه پلاتین به عنوان کاتالیزور استفاده می کنند که اکسیدهای نیتروژن سمی و گازهای مونوکسید

کربن را از موتور به گازهای نیتروژن و دی اکسید کربن در زمان خروج از لوله اگزوز تبدیل می کنند.

فلزات گروه پلاتین نه تنها گران قیمت هستند، بلکه ناکارآمد هستند، مگر اینکه موتور در دمای بالای 150 درجه سانتیگراد و اغلب 200 درجه سانتیگراد کار کند.

دود ترافیک در مناطق شهری اغلب ناشی از وسایل نقلیه ای است که در دمای پایین تر کار می کنند زیرا آنها یا در حال حرکت هستند یا با سرعت کم

حرکت می کنند، در نتیجه مبدل های کاتالیزوری معمولی در شرایط ترافیکی شهری می توانند با راند مان کمتر از 50 درصد کار کنند.

مبدل کاتالیزوری جدید می تواند به کاهش آلودگی کمک کند

در تلاش برای مقابله با این مشکل، دانشمندان دانشگاه لیدز ماده مصنوعی جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند برای کاهش بیشتر انتشار گازهای

گلخانه‌ای، بر روی یک مبدل کاتالیزوری نصب شود.

این تیم تحقیقاتی با  Cats & Pipes  که مبدل های کاتالیزوری را طراحی و تولید می کند برای افزایش تولید همکاری خواهد کرد. هدف این است که تا

سال 2023 یک دستگاه نمونه اولیه روی یک خودروی آزمایشی نصب شود تا عملکرد آن با مبدل های کاتالیزوری فعلی در شرایط جاده در دنیای واقعی

مقایسه شود.

دکتر هو لی، دانشیار دانشکده مهندسی شیمی که فرآیند این پروژه را رهبری می کرد، گفت: در میان بزرگترین عواملی که در کیفیت هوا در مناطق

شهری نقش دارند، دودهای ترافیکی ناشی از وسایل نقلیه ساکن یا کم حرکت است. 

مبدل های کاتالیزوری فعلی در این شرایط کاری در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای انجام نمی دهند ولی ما مطمئن هستیم که ماده کاتالیزوری جدید از

فناوری موجود بهتر عمل خواهد کرد

عملکرد مبدل های کاتالیزوری

برای اینکه موتور احتراق داخلی خودرو کار کند، باید یک واکنش احتراق کنترل شده در داخل موتور خودرو رخ دهد. اما این واکنش گازهای سوخته مضری نیز

تولید می کند که به میزان قابل توجهی در آلودگی هوا نقش دارند. به منظور کاهش آلودگی هوا، وسایل نقلیه مدرن به وسیله ای به نام مبدل کاتالیزوری

مجهز شده اند که انتشار سه ترکیب مضر موجود در اگزوز خودروها را کاهش می دهد:

• مونوکسید کربن (گاز سمی)
• اکسیدهای نیتروژن (عامل مه دود و باران اسیدی)
• هیدروکربن ها (عامل مه دود)

این ترکیبات قبل از خروج از سیستم اگزوز خودرو به ترکیبات مضر کمتر تبدیل می شوند، که این کار با استفاده از یک کاتالیزور انجام می شود.

کاهش آلودگی با استفاده از کاتالیست

در موتورهای بنزینی، مبدل های کاتالیزوری در کاهش آلودگی قابل اعتماد و کارآمد هستند. تخمین زده می شود که 90٪ از هیدروکربن ها، مونوکسید

کربن و اکسیدهای نیتروژن تولید شده را به ترکیبات سمی کمتری تبدیل می کنند. اما آنها انتشار مضر دی اکسید کربن (CO2) را کاهش نمی دهند، که

یک گاز گلخانه ای است که به طور قابل توجهی به گرم شدن کره زمین کمک می کند.

با این حال، مبدل های کاتالیزوری در هنگام استفاده با موتورهای دیزلی که سردتر از موتورهای بنزینی هستند، کارایی کمتری دارند، مبدل های کاتالیزوری

در دماهای بالاتر بهترین عملکرد را دارند. موتورهای دیزلی ذراتی مانند دوده را نیز تولید می کنند، اما افزودن فیلتر ذرات دیزلی (DPF) به کاتالیزورهای مبدل

کاتالیزوری می تواند انتشار ذرات بسیار ریز را تا 99 درصد کاهش دهد.