Mikä on katalysaattori?

Epäpuhtauskaasut koostuvat haitallisista molekyyleistä, mutta molekulaarit on valmistettu suhteellisen vaarattomista atomeista. Joten jos voisimme löytää tapa ofsplitting jopa molekyylit jälkeen he lähtevät auton moottori ja beforethey saada pumpataan ilmaan, emme voi murtaa ongelmaan etsk—tai osa siitä, joka tapauksessa. Se on katalysaattorin tehtävä.

Kuva: kokeellinen uusi katalyyttinen converteris testattu alla auton., Kuva kohteliaisuus Southwest Research Institute andUS Department of Energy/Kansallisen Uusiutuvan Energian Laboratorion (DoE/NREL).

nämä Vempaimet ovat paljon yksinkertaisempia kuin miltä ne kuulostavat. Katalysaattori on yksinkertaisesti kemikaali,joka saa kemiallisen reaktion kulkemaan nopeammin ilman, että se muuttuu prosessissa. Se on vähän kuin yleisurheiluvalmentaja, joka seisoo Ladun laidassa ja huutaa juoksijoita kovempaa. Thecoach ei juokse minnekään;hän vain seisoo siellä, heiluttaa käsivarsiaan ja saa juoksijat nopeuttamaan. Katalysaattorissa katalysaattorin tehtävänä on nopeuttaa saasteiden poistoa.,Katalyytti valmistetaan platinasta tai vastaavasta, platinaa muistuttavasta metalsukista kuten palladiumista tai rodiumista.

katalysaattori on autosi alapintaan pultattu suuri metallilaatikko, josta on tulossa kaksi putkea. Yksi heistä (muunnin on ”input”) on kytketty moottorin ja tuo kuuma, saastunut kaasujen moottorin sylinterit (jossa polttoaine palaa ja tuottaa voimaa). Toinen putki (Muuntimen ”ulostulo”) on kytketty pakoputkeen (pakoputkeen)., Koska kaasut moottorista savua puhaltaa yli katalysaattori, kemialliset reaktiot tapahtuvat sen pinnalla, hajoavat epäpuhtauksien, kaasujen ja muuntaa ne muita kaasuja, jotka ovat riittävän turvallinen isku vaarattomasti ilmaan.

Yksi tärkeä asia huomata noin katalysaattorit on, että ne vaativat voit käyttää lyijytöntä polttoainetta, koska johtaa perinteisen polttoaineen”myrkkyjä” katalysaattori ja estää sitä nousemasta ylös epäpuhtauksien exhaustgases.

mitä Muuntimen sisällä tapahtuu?,

Kuva: Insinöörit ovat jatkuvasti yrittää parantaa suorituskykyä ofcatalytic muuntimet, esimerkiksi kehittämällä katalyytit, jotka toimivat tehokkaammin, halvemmalla lämpötiloissa. Tämä on esimerkki tinaoksidista ja platinasta valmistetusta matalalämpötilaisesta hapetuskatalyytistä. Kuva: CPL Bryant V courtesy of NASA Langley Research Center (NASA-LaRC).

Muuntimen sisällä kaasut virtaavat tiheän hunajakennorakenteen läpi, joka on valmistettu keraamisesta ja joka on yhdistetty katalyytteihin., Hunajakennorakenne tarkoittaa, että kaasut koskettavat katalyytin abigger-aluetta kerralla, joten ne muunnetaan nopeammin ja tehokkaasti.

Yleensä, on olemassa kaksi eri katalysaattorit acatalytic converter:

  • Yksi niitä käsitellään typen oksidien pilaantumisen käyttää kemiallista prosessia kutsutaan vähentäminen(poistamalla happea). Tämä hajottaa typen oksidit typeksi jaoksigeenikaasuiksi (jotka ovat vaarattomia, koska niitä on jo ilmassa ympärillämme).
  • toinen katalyytti toimii vastakkaisella kemiallisella prosessilla nimeltä hapetus (addingoxygen) ja muuttaa hiilimonoksidin hiilidioksidiksi., Toinen hapetusreaktio muuttaa Pakokaasun palamattomat hiilivedyt hiilidioksidiksi ja vedeksi.

itse asiassa samaan aikaan tapahtuu kolme erilaista kemiallista reaktiota. Siksi puhumme kolmikantaisista katalysaattoreista. (Jotkut, vähemmän tehokas muuntimet kuljettaa outonly toinen kaksi (hapetus) reaktioita, joten niitä kutsutaan kaksi-tie katalysaattori.) Kun katalyytti on tehnyt työnsä, mitä syntyy pakokaasusta onmostly typpi, happi, hiilidioksidi, ja vesi (muodossa ofsteam).

kuinka tehokkaita katalysaattorit ovat?,

Kaavio: Tehokkuutta katalysaattorit. Kissat tekevät suuri ero päästöjä, kolme-tie-muuntimet antaa merkittäviä ylimääräisiä hyötyä yli kaksi-tie-muuntimet. Luvut osoittavat saasteita grammoina per kilometri 80 000 kilometrillä. Kuvio piirtämä Selittää, että Stuff.com tietojen avulla kevyiden bensiiniä polttoaineena ajoneuvoja US EPA (1990), lainattu taulukko 3.2 (sivu 75) Ilman Pilaantumisen Moottoriajoneuvojen: Standardit ja Teknologiat Päästöjen hallinta, Faiz et al, Maailman Pankki, 1996.,

katalysaattorit ovat pääasiassa suunniteltu vähentämään välittömästi, paikalliset ilmansaasteet—likainen ilma, jossa olet ajo—ja tämä kaavio varmasti näyttää osoittavan, että ne ovat tehokkaita. Silti ihmiset joskus kyseenalaistavat, ovatko he oikeasti niin vihreitä kuin miltä näyttävät. On tärkeää muistaa, että ne vähentävät päästöjä, mieluummin kuin poistaa ne kokonaan.

Yksi ongelma on, että ne vain oikein toimi korkeissa lämpötiloissa (yli 300°C/600°F tai niin), kun moottori on ollut mahdollisuus lämmetä., Varhainen tyyppisiä katalysaattorit tyypillisesti kesti noin 10-15 minuuttia lämmetä, joten he olivat täysin tehottomia muutaman ensimmäisen kilometrin/kilometrin matkan (tai mikä tahansa osa on hyvin lyhyt matka).Nykyaikaiset muuntimet lämpenevät vain 2-3 minuutissa; silti merkittäviä päästöjä voi esiintyä vielä tänä aikana.

Kaavio: katalysaattorit vain tulla tehokas korkeissa lämpötiloissa. Tämä kaavio osoittaa tehokkuutta tyypillinen laite muuntaa hiilimonoksidia erilaisia eri lämpötiloissa., Typen oksidit muunnetaan hieman suurempi tehokkuus ja hiilivetyjen kanssa hieman vähemmän tehokkuutta. Korkeissa lämpötiloissa, hiilimonoksidi muuttuu vähiten tehokkuutta kolme.

toinen kysymys on, lisäävätkö ne kasvihuonekaasupäästöjä. Pidämme hiilidioksidia turvallisena kaasuna, koska se ei ole myrkyllistä arkisissa pitoisuuksissa. Se ei kuitenkaan ole täysin harmiton, sillä tiedämme nyt, että se on ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen suurin syy., Jotkut uskovat katalysaattoreiden pahentavan ilmastonmuutosta, koska ne muuttavat hiilimonoksidin hiilidioksidiksi. Itse asiassa, hiilimonoksidi-autosi tuottaa lopulta muuttua hiilidioksidin määrä ilmakehässä kaikki itse, joten katalysaattoria ei ole mitään väliä, että pisteet: se yksinkertaisesti vähentää hiilimonoksidi-auton pumput kadulle, koska se ajaa pitkin, parantaa paikallista ilmanlaatua.

mutta mitä tulee ilmastonmuutokseen, autoinsinöörit ja ympäristönsuojelijat ovat jo pitkään huomauttaneet toisesta vakavasta asiasta., Vaikka kissat puolestaan eniten typen oksideja osaksi typpeä ja happea, ne tuottavat myös pieniä määriä dityppioksidia (N2O) prosessi on kasvihuonekaasu, joka on yli 300 kertaa voimakkaampi kuin hiilidioksidin. Ongelmana on se, että kun tiellä on niin paljon ajoneuvoja, pienetkin ilokaasumäärät aiheuttavat suuren ongelman. Takaisin vuonna 2000, theIntergovernmental ilmastonmuutospaneelin totesi: ”käyttöönotto katalysaattorien kuin pilaantumisen valvonta toimenpide useimmissa teollisuusmaissa on saatu runsaasti lisää N2O-päästöt bensiinimoottorit.,”Onneksi uudemmat katalysaattorit tuottavat huomattavasti vähemmän typpioksiduulia kuin vanhemmat.Vaikka katalysaattorit ovat varmasti auttaneet meitä torjumaan lyhytaikaista ilman pilaantumista, on kuitenkin ristiriitaista, että pitkän aikavälin ilmastonmuutos saattaa pahentaa tilannetta.