Из чего состоит катализатор: Автомобильный блог | Обзоры, Тест-драйвы, ПДД и советы по обслуживание автомобилей

Содержание

Принцип работы и устройство автомобильного катализатора

Требования к экологической чистоте транспорта становятся все жестче, поэтому инженеры автопроизводителей работают над улучшением устройств, отвечающих за очистку выхлопных газов. Одним из них стал катализатор, устройство и принцип работы которого будет рассматриваться далее. Это ответ на все рассуждения по поводу того, что можно оптимизировать качество моторного масла, топлива, рассчитывать оптимальную смесь, при которой происходит лучшее сгорание, но для этих улучшений в какой-то момент приходит предел.

Устройство катализатора

Особенности конструкции

Принцип работы

Классификация

Срок службы катализатора

Удалить катализатор: можно или нет

Самостоятельная диагностика работы катализатора

Ужесточение требований к составу выхлопных газов, образующихся при полноценной работе двигателя внутреннего сгорания, приводит к необходимости использовать более прогрессивные решения для очистки.

В состав современной выхлопной системы обязательно входят элементы системы дополнительной очистки: сажевый фильтр, нейтрализатор, система дожига топлива. Их задача состоит в минимизации вредных соединений, которые выбрасываются ТС в атмосферу во время движения.

Устройство катализатора

Катализатор представляет собой компонент, необходимый для нейтрализации вредных соединений, являющихся составными частями выхлопов. При сгорании топлива формируются углеводороды, окрашивающие выходящие газы в темный цвет, оксидов азота и углерода. Эти соединения и вызывают у экологов негативные реакции.

Работа нейтрализатора, изначально присутствующего в выхлопной системе, направлена на окислительно-восстановительные химические реакции, приводящие к образованию безвредных веществ: воды, углекислого газа и азота. Это треступенчатые нейтрализаторы, которые и используются в большинстве автомобилей последних моделей. Принцип работы автомобильного катализатора обеспечивает превращение опасных для экологии газов в безопасные соединения, выходящие в атмосферу.

Работа нейтрализатора не требует каких-то вспомогательных источников энергии, так как активное покрытие обеспечивает протекание любых реакций. Рабочая температура элемента достаточно высокая, поэтому он находится за выпускным коллектором, но не слишком близко к мотору, чтобы не перегреваться. Такое расположение обеспечивает выход на рабочий режим за счет разогрева раскаленными выхлопными газами.

Принцип работы катализатора обеспечивает его полноценное функционирование после полного прогревания. Контролировать его работу должны лямбда-зонды – датчики кислорода, установленные перед входом в катализатор и после выхода из него. Для электронного блока управления важной является информация по количеству остаточного кислорода в выхлопе, по которому делаются выводы о функционировании мотора. Если требуется коррекция, то ЭБУ передает сигнал на увеличение или уменьшение воздушной и топливной подачи в систему камер сгорания.

Особенности конструкции

Если принцип работы катализатора выхлопных газов понятен, то можно сказать несколько слов об его устройстве. Нейтрализатор состоит из нескольких ключевых компонентов:

  • Сразу за выпускным коллектором размещен цельный стальной корпус, внутри которого есть термоизолирующий слой, защищающий основной компонент.
  • Нейтрализатор имеет наполнитель в виде сотовой структуры, покрытой внутри активным слоем. В зависимости от производителя устройства в качестве каталитического вещества может использоваться родий, платина, палладий, платиново-иридиевый сплав. Сотовая структура обеспечивает повышение площади контакта газов с активным вещество, поэтому химические реакции проходят более интенсивно.
  • Наполнитель изготовлен из металла или керамики. Выбор материала зависит от конструкции и конечной стоимости оборудования.

Принцип работы

Принцип работы катализатора в автомобиле достаточно прост и базируется на определенной последовательности химических реакций:

  • Внутренняя поверхность сот покрыта драгоценными металлами, которые отвечают за активацию процессов окисления.
  • Оксид азота в результате реакции разлагается на атомы азота и кислорода. Азот объединяется в молекулы, образуя устойчивый азот. Кислород соединяется с угарным газом до образования углекислого газа.
  • Катализатор захватывает из выхлопных газов остаточный кислород, расщепляет углеводороды, давая на выходе такие соединения, как углекислый газ и вода.
  • Остаточный кислород на выходе из катализатора фиксируется лямбда-зондом, чтобы передать сведения о работе устройства штатному бортовому компьютеру.

Исправное устройство в оптимальных условиях не накапливает ничего внутри себя: все вещества, которые поступают в нейтрализатор, покидают его сотовую структуру. Но добиться этого практически невозможно, поэтому со временем происходит деградация каталитического нейтрализатора, что не дает ему полноценно справляться с задачей.

Классификация

Катализаторы можно разделить на категории по функциональности: на двух- и трехкомпонентные. Первый тип работает только с обезвреживанием угарного газа с углеводородами. Такие модели считаются устаревшими, поэтому не устанавливаются на автомобилях новых версий. Трехкомпонентные обеспечивают нейтрализацию оксида азота. Этот вид теперь устанавливается на всех современных автомобилях.

Если говорить о материале изготовления, то принято выделять керамические, металлические и спортивные: 

  • Керамические считаются самыми дешевыми, но это и наиболее хрупкие катализаторы. При ударе по корпусу происходит разрушение сердцевины. Устройства страдают от перепадов температур, сбоев в системе зажигания авто. Катализатор может постепенно разрушаться, что приводит к образованию большого количества мелкой пыли, которая проникает сквозь выпускной коллектор в мотор, что приводит к поломкам. В результате всех этих неполадок может потребоваться капитальный ремонт.
  • Металлические – это дорогие, но надежные устройства, изготовленные из металлической структуры в виде сот. Она отличается упругостью и устойчивостью к механическим и температурным воздействиям. Металл не способен образовывать мелкие частицы, поэтому для двигателя он не представляет опасности.
  • Спортивные отличаются повышенной пропускной способностью, поэтому мотор становится мощнее на несколько процентов. Спортивные монтируются в прямоточные системы выхлопных газов. Их считают наиболее надежными, хоть они и самые дорогостоящие.
Срок службы катализатора

Для катализатора средний ресурс составляет 100 тысяч километров пробега, но в условиях правильной эксплуатации он способен исправно отработать до 200 тысяч. Ранний износ может произойти из-за низкого качества топлива (топливно-воздушной смеси) и проблем с мотором.

Если топливная смесь обедненная, то случается перегрев нейтрализатора, если слишком богатая, то это приводит к засорению пористого блока остатками несгоревшего топлива, из-за чего не протекают необходимые химические реакции. Это вызывает проблемы в работе катализатора с его ускоренным выходом из строя.

Механические повреждения тоже часто приводят к возникновению неисправностей. Удары и различные механические воздействия приводят к возникновению трещин. Это становится причиной стремительного разрушения блоков.

 

Если возникает любая неисправность, каталитический нейтрализатор начинает хуже работать, что можно понять по показаниям, поступающим в ЭБУ от лямбда-зонда, установленного на выходе из нейтрализатора. Сообщение о неисправности может высвечиваться на приборной панели в виде ошибки «Check Engine». Помимо этого, о выходе из строя свидетельствует ухудшение динамики, увеличение топливного расхода и дребезжание при движении.

В такой ситуации требуется его замена на новый. При этом можно установить новый оригинальный компонент либо воспользоваться универсальным. Восстановление или чистка не возможны, а так как новый компонент обычно стоит довольно дорого, многие автовладельцы предпочитают удалить его.

Удалить катализатор: можно или нет

Так как повлиять на принцип работы датчика катализатора невозможно, и он будет выдавать ошибку, если компонент вышел из строя, то многие автовладельцы предпочитают использовать альтернативные довольно радикальные подходы.

Чаще всего просто удаляют катализатор, а на его место устанавливают пламегаситель, который выравнивает поток выхлопных газов. Его рекомендуется использовать для устранения неприятных шумов, сопровождающих движение транспорта, у которого отсутствует катализатор.

Если было решено удалить катализатор, то рекомендуется его полностью снять, а не прибегать к рекомендации автомобилистов просто пробить отверстие в нем. Такая процедура способна слегка улучшить ситуацию на некоторое время.

В машине, которая соответствует экологическому стандарту Евро-3, требуется не только удалить катализатор, но и выполнить перепрошивку ЭБУ. Обновление выполняется до версии, в которой каталитический нейтрализатор отсутствует.

Дополнительно можно установить эмулятор сигнала от кислородного датчика, чтобы не потребовалось перепрошивать ЭБУ полностью.

Самое лучшее решение при поломке каталитического нейтрализатора – это его замена на оригинальный компонент в рамках специализированного сервиса, где работают профессиональные мастера с достаточным опытом. Это обеспечивает исключение вмешательства в конструкцию автомобиля, поэтому сохранится соответствие его экологического класса стандарту, прописанному производителем.

Самостоятельная диагностика работы катализатора

Если машина стала ездить хуже, а на приборной панели загорелся «чек», то можно отправиться в сервисный центр, где после тщательной диагностики станет понятно, что произошло. Однако можно самостоятельно выполнить элементарную диагностику функционирования катализатора:

  • Оценить оттенок выхлопа: если он черный, то это явный признак того, что нейтрализатор не работает, поэтому через него и проходят все вредные вещества и газу наружу.
  • Оценить давление газов, выходящих наружу: если приложить ладонь к отверстию выхлопной трубы, то напор должен быть высоким. Если он низкий, то это свидетельствует о необходимости замены катализатора.
  • После длительной поездки заглянуть под машину: если корпус катализатора раскален, то можно говорить о снижении его пропускной способности.
  • В сервисе можно проверить давление выхлопа и сравнить его с показателями эталонных данных. Для определения давления манометр размещается там, где обычно установлен лямбда-зонд.
  • Визуально можно оценить демонтированный нейтрализатор выхлопа на предмет оплавления, засорения или выгорания.

Заменить катализатор требуется после того, как точно установлено, что проблемы в работе автомобиля возникли из-за оплавленных или забитых сот. Но рекомендуется отыскать причину, по которой случилось засорение нейтрализатора, так как после установке нового элемента он тоже может пострадать от тех же неполадок. Поэтому в современных авто все системы связаны очень сильно, для чего используется большое количество датчиков.

Тестирование Pt-катализаторов процесса риформинга бензинов с использованием компьютерной моделирующей системы

%PDF-1.6 % 1 0 obj > endobj 4 0 obj /Title >> endobj 2 0 obj > endobj 3 0 obj > stream

  • Тестирование Pt-катализаторов процесса риформинга бензинов с использованием компьютерной моделирующей системы
  • Шарова Екатерина Сергеевна; Иванчина Эмилия Дмитриевна; Костенко А. В.; Фалеев С. А. endstream endobj 5 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 10 0 obj > stream HTo0′»dce1QCs’q^’$»tvMᕳv}qq8_x_yO˟7uZm[`[7!&9ׯqm[4nu4eq mRWFcלvm?/_JLSQ3,a|Ӫ UNf%Ȗvj,U:,Hmu»P}6\%T8\OE&29U8)J7siITΡTLe:J*qơ9c{/[O6vBt\NE j%R*fF. L8!y(GV [[email protected]`Y&8KilxL/5\O҉(#r 4ZR%98F=˘dDD/OHS`3fr)wb?`FYZh|_?/dږJ;1ƶ(߇M#Gpsax0q~

    Прием, скупка и удаление автомобильных катализаторов в Новосибирске

    Сколько стоит катализатор от конкретного автомобиля
    В следующей таблице предоставлена ориентировочная стоимость для популярных марок авто. Итоговая стоимость может отличаться в большую сторону. Почему так происходит — читайте ниже. Действительно актуальную цену вы получите уже по запросу, а финальная цена определяется после химического анализа в нашем пункте приема.
    Audi A3 1.6, 2006 год 730 гр 13504
    Audi A4 1.8T 1000 гр 19318
    Audi A8 2, 2008 год 1480 гр 31354
    Audi A8 2 40647
    BMW 1 1. 6, 2014 год 900 гр 18641
    BMW 1 1.6, 2014 год 900 гр 18641
    BMW 560 NIZ 3, 2007 год 520 гр 12078
    BMW X5, 2008 год 1850 гр 60568
    BMW X5, 2008 год 1850 гр 78665
    BMW X5 53 4.5, 2001 год 1900 гр 33583
    BMW X5 53 4.5, 2006 год 4160 гр 66124
    BMW X5 1600 гр 20646
    Cheroky 1.8L, 2004 год 2000 гр 17013
    Chevrole Cruz 1. 6, 2012 год 950 гр 15136
    Chevrole Cruze 1.6, 2012 год 760 гр 16021
    Chevrolet Aveo 800 гр 14658
    Chevrolet Cruz 800 гр 15945
    Chevrolet Cruze 1.6L, 2012 год 950 гр 17187
    Chevrolet Cruze 1.8, 2012 год 930 гр 14943
    Chevrolet Epika 2L, 2008 год 1100 гр 28853
    Chevrolet Kaptiva 2.4, 2009 год 1230 гр 13629
    Chevrolet Lacetti 750 гр 17145
    Citroen C-4 715 гр 14552
    Citroen C4 2, 2012 год 700 гр 13266
    Daihatsu URV 1. 3, 2000 год 700 гр 19472
    Doodge Journey 2.7 1300 гр 37987
    Doodge Journey 2.7 1300 гр 50085
    Ford Kyga, 2013 год 1050 гр 29666
    Honda Accord 2, 2001 год 600 гр 13444
    Honda Accord 2, 2002 год 920 гр 22514
    Honda Accord 2, 2007 год 920 гр 30093
    Honda Accord 2.3, 2001 год 640 гр 21875
    Honda Accord 2.4, 2007 год 800 гр 31495
    Honda Accord 2. 4, 2007 год 800 гр 41337
    Honda Accord 2.4, 2008 год 1050 гр 23702
    Honda Accord 2.4, 2008 год 1050 гр 23702
    Honda Accord 2.4L, 2008 год 1000 гр 24701
    Honda Accord 2.4L 26.03.2021, 2007 год 800 гр 30797
    Honda Accord CF-4 2, 2000 год 600 гр 30439
    Honda Accord CL7 2, 2007 год 850 гр 25103
    Honda Accord CL7 2, 2007 год 850 гр 25114
    Honda Accord CL7 2, 2008 год 940 гр 17993
    Honda Accord CL9 2. 4, 2006 год 830 гр 32467
    Honda Accord CL9 2.4, 2006 год 830 гр 32472
    Honda Akord 1.8, 2000 год 1000 гр 15868
    Honda Akord 2.0L CL7 1000 гр 32262
    Honda ARV 1.5, 2012 год 420 гр 21208
    Honda Avansir 3, 2001 год 1240 гр 36203
    Honda Avansir 3, 2001 год 1240 гр 47051
    Honda Avansir 900 гр 41014
    Honda Civic 1.8L, 2007 год 800 гр 13853
    Honda Civic COSMIC 800 гр 16431
    Honda Civik, 2008 год 830 гр 16702
    Honda Civik 1. 8L, 2008 год 900 гр 19069
    Honda Civik 1.5 1500 гр 12986
    Honda CR-V 2, 2004 год 980 гр 25783
    Honda CR-V 2, 2007 год 840 гр 19174
    Honda CR-V 2, 2011 год 1050 гр 22309
    Honda CR-V 2, 2011 год 1100 гр 21730
    Honda CRV 2.4 1000 гр 25159
    Honda Element V-2.4, 2004 год 1050 гр 14654
    Honda Elysion 3, 2005 год 1190 гр 36925
    Honda Elysion 3, 2005 год 1190 гр 49016
    Honda Fit 1. 3, 2001 год 500 гр 13779
    Honda Fit 1.3, 2001 год 500 гр 13779
    Honda Fit 1.3, 2001 год 510 гр 12503
    Honda Fit 1.3, 2001 год 510 гр 12504
    Honda Fit 1.3, 2002 год 420 гр 14524
    Honda Fit 1.3, 2002 год 470 гр 11519
    Honda Fit 1.3, 2002 год 510 гр 14544
    Honda Fit 1.3, 2002 год 510 гр 14553
    Honda Fit 1.3, 2003 год 520 гр 12125
    Honda Fit 1. 3, 2004 год 380 гр 15811
    Honda Fit 1.3, 2004 год 520 гр 14579
    Honda Fit 1.3, 2005 год 440 гр 22418
    Honda Fit 1.3, 2006 год 440 гр 15536
    Honda Fit 1.3, 2009 год 550 гр 14489
    Honda Fit 1.5, 2002 год 500 гр 13472
    Honda Fit 1.3L, 2002 год 500 гр 12369
    Honda Fit(USA) 1.5L, 2006 год 530 гр 21655
    Honda Fit 450 гр 21411
    Honda Greta, 2017 год 1200 гр 18626
    Honda HRV 750 гр 18396
    Honda Inspair 2. 5, 1998 год 1460 гр 25348
    Honda Inspair 2.5, 1998 год 1460 гр 25357
    Honda Jazz 1.3, 2002 год 440 гр 14303
    Honda Jazz 1.4, 2007 год 610 гр 23217
    Honda Mobilio 450 гр 21266
    Honda Odesey 3, 2001 год 1180 гр 40789
    Honda Odesey 3, 2001 год 1180 гр 53046
    Honda Odessey 2.4 1100 гр 60575
    Honda Odysey 2.4, 2000 год 440 гр 19223
    Honda Partner 1. 6, 1999 год 630 гр 12276
    Honda Partner 1.6, 1999 год 630 гр 12276
    Honda Pilot 3.5L 2KATA 1030 гр 15810
    Honda Snream 1.7 4WD 450 гр 16935
    Honda Stepwagen, 2011 год 1100 гр 15094
    Honda Stepwgn, 2001 год 900 гр 13466
    Honda Stepwgn 2.0L, 2010 год 800 гр 17453
    Honda Stream 2.0L, 2001 год 1000 гр 20119
    Honda Torneo 1.8, 2000 год 690 гр 28161
    Honda Torneo 1. 8, 2002 год 600 гр 24290
    Honda Torneo 1.8, 2002 год 880 гр 21888
    Honda Torneo 2L, 1999 год 600 гр 21548
    Honda Джас, 2007 год 600 гр 21825
    Hyundai Creta 1.6, 2018 год 640 гр 12561
    Hyundai Creta 800 гр 12932
    Hyundai Elantra 1000 гр 17914
    Hyundai Greta V-1.6, 2018 год 800 гр 11879
    Hyundai I30 600 гр 14434
    Hyundai I40 ПЕРЕД 2 320 гр 13213
    Hyundai I40 750 гр 25037
    Hyundai IX-35 1110 гр 19182
    Hyundai IX35, 2011 год 860 гр 22109
    Hyundai IX35 2, 2015 год 700 гр 13833
    Hyundai IX35 1000 гр 14346
    Hyundai IX35 1100 гр 27761
    Hyundai IX55 3. 8L, 2011 год 1550 гр 14202
    Hyundai NF 2L, 2007 год 1200 гр 24892
    Hyundai SANTA-FE 1200 гр 13918
    Hyundai TUKSON, 2004 год 1290 гр 14243
    Infiniti FX 35 900 гр 67556
    Infiniti FX35, 2005 год 750 гр 13097
    Infiniti FX350 1 B 3.5, 2007 год 460 гр 26894
    Infiniti FX37 4 KAT 3.6L, 2012 год 650 гр 45135
    Infiniti FX37 4 KAT 3.6L, 2012 год 650 гр 60036
    Infiniti FX45 320L. S, 2007 год 2850 гр 178991
    Infiniti FX45 1400 гр 13429
    Infinity FX37 3.5, 2008 год 660 гр 42630
    Infinity FX450 4.5, 2003 год 1300 гр 23240
    Kia Ceed 1.6, 2008 год 660 гр 17113
    Kia Ceed 1.6L, 2016 год 800 гр 20191
    Kia Forte 1.6, 2010 год 720 гр 33227
    Kia Forte 1.6, 2010 год 720 гр 43177
    Kia Forte 1.6L, 2010 год 750 гр 26638
    Kia Rio 1. 6, 2017 год 800 гр 14824
    Kia Rio 1.6, 2019 год 830 гр 13453
    Kia Rio 1.6, 2019 год 830 гр 13462
    Kia Rio 1.6L, 2017 год 850 гр 14260
    Kia Rio 1.6L, 2019 год 550 гр 12282
    Kia Sorenta 2.4L, 2012 год 1200 гр 18307
    Kia Sorento 2.4, 2014 год 550 гр 12525
    Kia Sportage 2, 2010 год 380 гр 15473
    Kia Sportage 2, 2017 год 480 гр 12413
    Kia Sportage 2. 0 800 гр 26055
    Kia Sportage 2Л ДИЗЕЛЬ, 2009 год 1050 гр 17075
    Kia Sportage 3 2L, 2015 год 900 гр 11928
    Kia Sportage ПЕРЕД 2, 2010 год 490 гр 15691
    Kia Sportedg 1200 гр 19489
    Lada Largus 800 гр 13192
    Lada Vesta 2019 1.5, 2019 год 800 гр 11904
    Lada X-Ray 1.8L, 2017 год 800 гр 12264
    Land Criser 100 4.5, 2006 год 1950 гр 36808
    Land Cruser 120 4. 5, 2005 год 1980 гр 19821
    Land Cruser 200 4.5, 2015 год 2440 гр 45427
    Land Cruser 200 4.5, 2015 год 2440 гр 58694
    Land Rover 4.4L, 2008 год 2400 гр 22449
    Lexus GS450H 3.5, 2008 год 1950 гр 70997
    Lexus GS450H 3.5L 23.03.2021, 2008 год 1950 гр 70997
    Lexus ISF 5, 2007 год 1880 гр 27552
    Lexus RX300 2 3, 2003 год 1460 гр 24908
    Lexus RX300 3, 2003 год 860 гр 21700
    Lexus RX300 3, 2010 год 1060 гр 15179
    Lexus RX330, 2005 год 900 гр 16747
    Lexus RX350 3. 5, 2008 год 1680 гр 24013
    Lexus RX450 3.5, 2010 год 1150 гр 33655
    Lexus V8 4.7L, 2004 год 1650 гр 28886
    Mazda 3 1.6, 2006 год 680 гр 11818
    Mazda 3 1.6 1 КАТ, 2006 год 700 гр 14415
    Mazda 3 2, 2009 год 1340 гр 60831
    Mazda 3 2 KATA 670 гр 19296
    Mazda 6, 2008 год 1800 гр 27183
    Mazda 6 2 KATA, 2009 год 1300 гр 17569
    Mazda 6 2. 0, 2008 год 1100 гр 19197
    Mazda 6 2.3L, 2004 год 1300 гр 30228
    Mazda 6 2.3L, 2004 год 1300 гр 39397
    Mazda 6 VERH 2, 2008 год 560 гр 20473
    Mazda 6 1200 гр 19380
    Mazda 6 1250 гр 21511
    Mazda Atenza 2.3, 2004 год 1380 гр 18036
    Mazda Atenza 1000 гр 22982
    Mazda Axlela 1.5L, 2005 год 500 гр 12313
    Mazda CX-7, 2012 год 1100 гр 13963
    Mazda CX-7 2. 3, 2011 год 540 гр 21605
    Mercedes Benz 5, 2001 год 1310 гр 18427
    Mercedes Benz 5.4, 2005 год 1360 гр 34926
    Mercedes Benz 5.4, 2005 год 1360 гр 45794
    Mercedes Benz CLK 500 5.0L, 2005 год 2050 гр 27703
    Mercedes Benz GL500 5.5L, 2006 год 1500 гр 22446
    Mercedes Benz ML 3.2L. 3120 гр 36278
    Mercedes Benz ML 3.5L KRUGLIE BANKI 1000 гр 16324
    Mercedes Benz ML320 5.5, 2008 год 910 гр 14243
    Mercedes Benz W203 2. 0L, 2002 год 1400 гр 26299
    Mitsubishi Airtreck 2, 2003 год 1240 гр 38937
    Mitsubishi Airtreck 2, 2003 год 1240 гр 38942
    Mitsubishi Airtreck 2, 2003 год 1240 гр 50637
    Mitsubishi ASX 1.8L, 2010 год 900 гр 15763
    Mitsubishi Galant 2, 2002 год 1300 гр 13088
    Mitsubishi Kanter 4, 1995 год 4240 гр 13143
    Mitsubishi Lancer 1.5, 2008 год 870 гр 13102
    Mitsubishi Lancer 1.5, 2009 год 1010 гр 22895
    Mitsubishi Lancer 1. 6 1100 гр 13516
    Mitsubishi Lancer 9 КУЗОВ 1100 гр 16884
    Mitsubishi Lanser, 2007 год 850 гр 16914
    Mitsubishi Lanser 1.5L, 2007 год 800 гр 11895
    Mitsubishi Lanser 2 KAT, 2008 год 1600 гр 19784
    Mitsubishi Lanser 2.0L, 2007 год 850 гр 14277
    Mitsubishi Lanser 2L, 2012 год 800 гр 13099
    Mitsubishi Lanser 9 1000 гр 13685
    Mitsubishi Outlander 2.4 22.03, 2006 год 1130 гр 27777
    Mitsubishi Outlander 3 KATA 1400 гр 26560
    Mitsubishi Outlander 3. 0L, 2007 год 1200 гр 16433
    Mitsubishi Outlander 3L, 2012 год 1350 гр 16904
    Mitsubishi Outlander V-2.4, 2007 год 1000 гр 26177
    Mitsubishi Outlender, 2000 год 1540 гр 13006
    Mitsubishi Outlender 2.4, 2006 год 450 гр 20601
    Mitsubishi Outlender 3, 2008 год 1330 гр 17216
    Mitsubishi Pajero Junior 1.2, 1999 год 1120 гр 11671
    Mitsubishi Pajero Sport 2300 гр 45787
    Mitsubishi Pajero Sport 2300 гр 59789
    Mitsubishi Podjero 3 Kata 26. 03 1730 гр 22202
    Nissan Almera, 2017 год 1050 гр 14909
    Nissan Blubird 2.0L 400G METAL 800 гр 15854
    Nissan Blubird SILFI 1.8L, 2002 год 800 гр 12182
    Nissan Cefiro 750 гр 13527
    Nissan Liberty 2.0L, 1999 год 1150 гр 18416
    Nissan Murano 3.5L 2KATA 1500 гр 42504
    Nissan Noud, 1998 год 1000 гр 21344
    Nissan Nout 1.5 750 гр 23581
    Nissan Nout 1100 гр 19396
    Nissan Nv200 1. 6, 2010 год 900 гр 21511
    Nissan Pathfinder 3.5L, 2015 год 1450 гр 47480
    Nissan Qashkai 26.03 1310 гр 15531
    Nissan Sentra 1.6, 2015 год 340 гр 12885
    Nissan Serena 1.7, 2011 год 960 гр 22648
    Nissan Serena 2, 2007 год 860 гр 16658
    Nissan Sirena 500 гр 19858
    Nissan Skai KER/MET, 2003 год 490 гр 25307
    Nissan Skyline 2.5, 2001 год 260 гр 14071
    Nissan Skyline 2. 5L, 2007 год 400 гр 49824
    Nissan Skyline 3.0, 2006 год 450 гр 17497
    Nissan Tiana 2.3, 2003 год 990 гр 16679
    Nissan Tiana 3.5L 2.3, 2006 год 1520 гр 17659
    Nissan Tiana 3.5L 3.5, 2003 год 1500 гр 17926
    Nissan Tiana 3.5L 3.5, 2007 год 1500 гр 38840
    Nissan Tiana 3.5L 3.5, 2012 год 1840 гр 39537
    Nissan Tiana V-6 2.5 1200 гр 32015
    Nissan Tiana V6 1150 гр 25040
    Nissan Tiana VERH 2. 5, 2010 год 960 гр 28332
    Nissan Tiana VERH 2.5, 2011 год 640 гр 19261
    Nissan Tiana 1600 гр 18745
    Nissan Tiana 2000 гр 45053
    Nissan Tiida 1.5, 2005 год 1050 гр 31151
    Nissan Tiida 1.5, 2011 год 1080 гр 20959
    Nissan Tiida 22.03.2021 1100 гр 31684
    Nissan Tino 1.8, 2001 год 990 гр 12874
    Nissan Vanet 1.6, 2010 год 900 гр 19825
    Nissan Vanet 1. 6, 2010 год 900 гр 19825
    Nissan Wingroad 900 гр 29185
    Nissan X-Trail 2, 2005 год 1020 гр 14813
    Nissan X-Trail 2, 2010 год 940 гр 16313
    Nissan X-Trail 2, 2012 год 700 гр 12815
    Nissan X-Trail 2, 2014 год 1250 гр 15676
    Nissan X-Trail 1130 гр 12041
    Nissan X-Trail, 2011 год 1175 гр 15970
    Opel Antara 2.4L, 2012 год 1650 гр 22312
    Opel Mokka 1. 8L, 2011 год 950 гр 13265
    Opel Vectra 2, 2003 год 990 гр 23308
    Peugeot 308 1.6 700 гр 13071
    Pontiac 700 гр 23306
    Porsche Caene 1500 гр 18587
    Range Rover Sport 4.5, 2008 год 2400 гр 23898
    Renault Duster 935 гр 18927
    Renault Koleos 1225 гр 21913
    Renault Logan, 2010 год 1160 гр 13059
    Renault Sandero 1250 гр 17200
    Skoda Aktavia 750 гр 15695
    Subaru B4 1. 5 600 гр 18009
    Subaru B9 1300 гр 101466
    Subaru B9 1300 гр 76866
    Subaru Forester 2.5, 2010 год 860 гр 34746
    Subaru Forester Turbo, 2007 год 960 гр 38081
    Subaru Forester Turbo, 2007 год 960 гр 50873
    Subaru Impreza 1.5, 2001 год 1000 гр 38624
    Subaru Impreza 1.5, 2001 год 1000 гр 38624
    Subaru Impreza 1.5, 2001 год 1000 гр 50739
    Subaru Impreza 1. 5, 2006 год 1030 гр 36981
    Subaru Impreza 1.5, 2007 год 600 гр 29129
    Subaru Impreza 1.6, 2012 год 360 гр 14661
    Subaru Impreza 630 гр 34875
    Subaru Lancaster 2.5, 2002 год 540 гр 12646
    Subaru Lancaster 2.5, 2002 год 540 гр 12649
    Subaru Legasi 2, 2000 год 1200 гр 15836
    Subaru Legasi 2L, 2005 год 790 гр 12793
    Subaru Legasi 2L Turbo, 2005 год 1100 гр 41521
    Subaru Legasi 2L Turbo, 2005 год 1100 гр 54583
    Subaru Legasy 2. 0, 2003 год 1150 гр 48316
    Subaru Legasy 2.0, 2003 год 1150 гр 63516
    Subaru Travik 2.2, 2004 год 600 гр 13600
    Subaru Легаси 2 650 гр 17909
    Suzuki Grand Vitara 2.0 1090 гр 11759
    Suzuki Grand Vitara V6 3.0L, 2004 год 1200 гр 20789
    Suzuki Grand Vitara V6 3.0L, 2004 год 2100 гр 34150
    Toyota 2, 2008 год 2200 гр 18002
    Toyota Alion 1.8, 2002 год 950 гр 13125
    Toyota Alion 1. 8, 2004 год 860 гр 13452
    Toyota Asis, 2008 год 1250 гр 21086
    Toyota Auris 1.6, 2008 год 960 гр 12087
    Toyota Avensis 1.8, 2010 год 830 гр 12101
    Toyota Avensis 2, 2007 год 1400 гр 23564
    Toyota Avensis-Vista D4 2.4 1400 гр 23530
    Toyota Axion 1.5, 2010 год 700 гр 13268
    Toyota Caldina 2, 2003 год 850 гр 18688
    Toyota Caldina 2, 2010 год 580 гр 18758
    Toyota Camri V6 3. 5L, 2007 год 1600 гр 24054
    Toyota Camru, 2005 год 950 гр 13184
    Toyota Camry 2.4 2.4, 2005 год 940 гр 13429
    Toyota Camry 2.4 2.4, 2012 год 1100 гр 17546
    Toyota Camry 2.5 2.5, 2014 год 600 гр 13057
    Toyota Camry 3.5 3.5, 2008 год 1560 гр 24227
    Toyota Camry 30 2.4, 2006 год 920 гр 11479
    Toyota Camry 40, 2013 год 1980 гр 28082
    Toyota Celica 650 гр 16707
    Toyota Corolla 1. 6, 2005 год 760 гр 13085
    Toyota Corolla 1.6, 2008 год 950 гр 12272
    Toyota Crown 2.5 685 гр 26871
    Toyota Filder, 2012 год 720 гр 11772
    Toyota Filder 1.5, 2009 год 830 гр 13065
    Toyota Funkargo 535 гр 14372
    Toyota Hiace 2.7, 2014 год 1180 гр 26538
    Toyota Hilander 3.5, 2012 год 1450 гр 21861
    Toyota Kaldina, 2010 год 900 гр 14792
    Toyota Kluger 2. 4, 2003 год 820 гр 15454
    Toyota Kluger 2.4, 2004 год 820 гр 13391
    Toyota Korolla 2008 940 гр 13696
    Toyota Land Cruiser 2100 гр 30026
    Toyota Land Cruser Prado 3.5, 2006 год 1240 гр 19268
    Toyota Land Cruser Prado 4, 2012 год 1960 гр 31813
    Toyota Land Cruser Prado 1000 гр 16932
    Toyota Mark 110 1900 гр 43981
    Toyota Mark 2 110 2.5 2.5, 2002 год 660 гр 20265
    Toyota Mark X Verh 2. 5, 2010 год 920 гр 20402
    Toyota Matrix 1ZZ 1000 гр 14002
    Toyota Nadia 1300 гр 14687
    Toyota Prado, 2005 год 1880 гр 38915
    Toyota Prado 4.0L, 2004 год 1760 гр 18694
    Toyota Prado 4.0L. 2200 гр 29933
    Toyota Prado Verh 2.7, 2010 год 580 гр 11733
    Toyota Premio 1.8, 2002 год 900 гр 11669
    Toyota Prius, 2007 год 1000 гр 59677
    Toyota Prius 20 1. 5, 2007 год 1070 гр 61577
    Toyota Prius 20 1.5, 2008 год 1020 гр 50469
    Toyota Prius 20 1.5, 2008 год 1040 гр 65668
    Toyota Prius 20 1.5, 2008 год 1060 гр 54103
    Toyota Prius 30, 2011 год 930 гр 17717
    Toyota Prius 50 450 гр 14483
    Toyota Ractis 1.3, 2016 год 690 гр 13868
    Toyota Rav 4 2013+ 850 гр 14525
    Toyota Rav-4 1250 гр 19304
    Toyota Rav4 2. 5, 2014 год 1030 гр 18709
    Toyota Vista 1790 гр 26596
    Toyota Vists 1.8, 2006 год 520 гр 12226
    Toyota Vits 540 гр 12912
    Toyota Voxy 2.4, 2008 год 1280 гр 32327
    Toyota Voxy 2.4, 2011 год 500 гр 12053
    Toyota Wish 1.8, 2005 год 940 гр 12355
    Toyota Вокси 2021 1800 гр 30349
    Toyota Хайс 2.7, 2012 год 1270 гр 26290
    Toyota Хайс 2. 7, 2012 год 1270 гр 34674

    Новый высокоэффективный катализатор для производства пропилена — ScienceDaily

    Исследователи разработали инновационный катализатор для синтеза пропилена, который имеет потенциальные преимущества для химической промышленности и переработки углерода.

    Пропилен — это бесцветный горючий углеводородный газ, который является важным сырьем для производства различных нефтехимических продуктов. В связи с растущим спросом и ограниченным глобальным предложением существует острая необходимость в разработке новых эффективных технологий для его производства.

    Исследователи из Университета Хоккайдо разработали инновационный катализатор для производства пропилена, который обладает высокой активностью, селективностью, стабильностью и эффективно использует углекислый газ (CO 2 ). Их выводы были опубликованы в журнале Nature Catalysis .

    Одним из многообещающих методов производства пропилена является химическая реакция, называемая окислительным дегидрированием, в которой используется CO 2 для превращения газообразного пропана в пропилен путем удаления водорода. Однако существующие катализаторы, используемые для ускорения этой химической реакции, не очень эффективны.

    «Задача состоит в том, чтобы разработать катализатор, который будет активировать оба реагента — пропан и CO 2 — без нежелательных побочных реакций. Он также должен быть стабильным и пригодным для повторного использования в долгосрочной перспективе», — объясняет инженер-молекуляр из Университета Хоккайдо Шинья. Фурукава.

    Для этого Фурукава и его коллеги разработали катализатор, изготовленный из трех различных металлов (платины, кобальта и индия), каждый из которых был выбран с учетом его специфических свойств.Платина была выбрана в качестве основного активного металла из-за ее способности разрывать химические связи между углеродом и водородом, обеспечивая реакцию дегидрирования. Кобальт ускоряет улавливание и активацию CO 2 , а индий повышает селективность катализатора. Металлы были закреплены на подложке из оксида церия, соединения, обычно используемого в автомобильных каталитических преобразователях.

    Исследователи проверили активность катализатора при 550°C и сравнили результаты с существующими катализаторами.Они также провели механистическое исследование, чтобы понять функции различных компонентов, и обнаружили, что катализатор связывает реакцию образования пропилена с деоксигенированием CO 2 и обеспечивает каталитическую активность, специфичную для пропана; в качестве побочных продуктов образуются вода и оксиды углерода. Кроме того, они обнаружили, что катализатор увеличил скорость реакции примерно в пять раз по сравнению с типичными значениями, полученными в других системах. Реакция дает более высокое содержание пропилена и использует больше CO 2 при 550°C по сравнению с предыдущими катализаторами.Катализатор также показал хорошую долговременную стабильность и возможность повторного использования.

    «На сегодняшний день ни один другой катализатор не демонстрирует одновременно высокую каталитическую активность, селективность, стабильность и эффективность использования CO 2 . Наш многофункциональный материал отвечает всем этим требованиям», — говорит Фурукава.

    Это исследование дает новое представление о разработке высокоэффективных катализаторов для нефтехимического производства и имеет потенциальные преимущества для повторного использования углерода и сокращения выбросов парниковых газов.

    Источник истории:

    Материалы предоставлены Университетом Хоккайдо . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

    Эволюция каталитических нейтрализаторов | Функция

    Коротко
    • Хотя проблема росла, потребовалось много лет, чтобы принять закон против загрязнения воздуха
    • Современное законодательство ставит все более сложные задачи при проектировании катализаторов

    Проблема со смогом

    Уже в 1940-х и 1950-х годах качество воздуха во многих крупных городах мира ухудшилось до такой степени, что необходимо было найти решение. Основным источником этого загрязнения был фотохимический смог и низкий уровень озона, вызванные загрязняющими веществами, выбрасываемыми автомобилями.

    Чтобы решить эту проблему, в середине 1970-х годов, первоначально в Калифорнии, автомобили были оснащены каталитическими нейтрализаторами для удаления загрязняющих веществ и, таким образом, улучшения качества воздуха, несмотря на некоторое сопротивление со стороны автомобильной промышленности. Постепенно внедрение каталитического нейтрализатора распространилось по всему миру.

    В последнее время рост популярности автомобилей с дизельным двигателем и принятие законодательства, охватывающего более широкий спектр типов транспортных средств, привели к новым проблемам, и, как мы смотрим в будущее, ожидаются новые проблемы.

    Историческое загрязнение воздуха

    Загрязнение воздуха не является новой проблемой для человеческой цивилизации. На самом деле в елизаветинские времена ведьмы Шекспира, помимо поощрения убийства Макбета, также комментировали качество воздуха: 

    справедливое — это грязное, а грязное — справедливое: Парите сквозь туман и грязный воздух.

    Еще раньше, в 1306 году, Эдуард I принял закон о загрязнении воздуха, запрещающий сжигание некоторых видов угля для улучшения качества воздуха, что привело к тому, что один бедняга, нарушивший это правило, был без промедления казнен.

    Совсем недавно, после промышленной революции, было получено множество записей о загрязнении воздуха, которое значительно повлияло на население и здоровье людей во всем мире. Особо следует отметить эпизод смога в 1952 году, возникший в результате сжигания угля, в результате которого погибло около 4000 лондонцев, что привело к принятию парламентом Закона о чистом воздухе в 1956 году, эффективно сократившего сжигание угля.

    Современное загрязнение воздуха

    Сегодня основными источниками загрязнения во всем мире по-прежнему являются электростанции, работающие на угле или природном газе.Серьезную озабоченность в настоящее время вызывают продукты сгорания двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине и дизельном топливе.

    Эти вредные загрязняющие вещества включают окись углерода, несгоревший углеводород и твердые частицы (ТЧ) от неполного сгорания топлива. Также присутствуют оксиды азота, образующиеся в цилиндре двигателя при высокой температуре и давлении, и некоторые оксиды серы из серы, содержащейся в топливе и смазочных материалах.

    Некоторые из этих химических веществ сами по себе токсичны, но в сочетании могут образовывать неприглядный, ядовитый и смертельный фотохимический смог, например, в результате реакций диоксида азота с кислородом и углеводородами.

    Долго ждать постановления

    Первое признание потенциальной потребности в катализаторе для удаления загрязняющих веществ из автомобилей с бензиновым двигателем было сделано в 1909 году, когда французский химик Мишель Френкель выступил на 7-м Международном конгрессе по прикладной химии в Лондоне. Он предложил «дожигание в выхлопной камере с помощью катализатора». 1 Эта идея была примечательна тем, что это произошло всего через год после того, как модель T Ford пошла в серийное производство.

    Однако даже пророческому прозрению Френкеля предшествовал Закон о консолидации железнодорожных пунктов 1845 года, первый в мире регламент, касающийся транспортных выбросов, в данном случае выбросов дыма от паровых двигателей в Англии.

    Несмотря на эти ранние попытки привлечь внимание к влиянию транспортных выбросов на качество воздуха, мир ждал до 1975 года, когда США ввели правила, обязывающие устанавливать каталитические нейтрализаторы на автомобили с бензиновым двигателем в попытке улучшить качество воздуха и ограничить образование фотохимических веществ. смог.

    Ранние катализаторы

    Первыми устройствами были относительно простые катализаторы окисления, состоящие из платины, нанесенной на мелкие частицы оксида алюминия, упакованные в металлический контейнер, вваренный в выхлоп.Их роль заключалась в окислении несгоревших углеводородов и угарного газа с помощью дополнительного воздуха, впрыскиваемого в выхлопные газы.

    Высокоценная и дорогая платина была выбрана для катализаторов после долгих экспериментов с более дешевыми альтернативами. Платина была более стабильной в выхлопных газах и менее подвержена отравлению соединениями серы, происходящими из серы в топливе.

    Отравление свинцом

    Серьезной проблемой, с которой столкнулись в первые дни, было отравление катализатора свинцом, добавляемым в топливо для обеспечения плавной работы двигателя.Именно потребность в катализаторах на транспортных средствах, а также опасения по поводу воздействия свинца на здоровье человека привели к постепенному отказу от свинцовых присадок к топливу.

    Позже катализаторы были нанесены на керамические сотовые монолитные конструкции ( рис. 1) . В настоящее время они обычно изготавливаются из алюмосиликата магния, называемого кордиеритом (2MgO,5SiO 2 ,2Al 2 O 3 ). Они сами по себе инертны в каталитическом процессе и представляют собой огромный технологический прогресс по сравнению с предложением Френкеля 1909 года о горном льне или картоне!

    Благодаря очистке выбросов углеводородов из воздуха был немедленно удален один из ингредиентов фотохимического смога. Однако большинство автомобилей выбрасывают большое количество NO x , и это само по себе токсично.

    Окисление CO на Pt/Pd:

    2CO(г) + O 2 (г) → 2CO 2 (г)

    Окисление углеводородов на Pt/Pd, например:

    C 8 H 18 (г) + 12½O 2 (г) → 8CO 2 (г) + 9H 2 O(г)

    Восстановление NO (CO) выше Rh:

    2NO(г) + 2CO(г) → N 2 (г) + 2CO 2 (г)

    Работа с NO

    x

    Следующим шагом была работа с выбросами оксида азота (NO x ).Два катализатора были установлены последовательно:

    • Восстановительный катализатор для удаления NO x
    • Катализатор окисления, как и прежде.

    Двигатель был откалиброван для работы на богатой смеси (избыток топлива, чтобы включить редукционную подачу для удаления NO x ). Затем перед катализатором окисления добавлялся воздух — довольно громоздкий подход!

    Будущие достижения

    По-настоящему большой технологический прорыв произошел в 1980-х годах, когда было реализовано устройство, которое могло объединить все функции катализатора в одном катализаторе. Он был назван трехкомпонентным катализатором (TWC) и по сей день является основой контроля выбросов бензиновых автомобилей.

    TWC содержит платину или палладий для катализа реакций окисления и родий для восстановления NO x , что стало возможным благодаря ряду крупных технологических достижений, которыми смогла воспользоваться автомобильная промышленность:

    1. замена карбюраторов электронными системами впрыска топлива, что позволяет поддерживать более точные смеси воздуха и топлива 
    2. измерение уровня кислорода в выхлопных газах с помощью датчиков кислорода
    3. микропроцессорное управление для передачи информации от кислородного датчика (двигатель работает на обедненной/богатой смеси) в систему впрыска.

    Эффективное сгорание

    Эти достижения означали, что теперь можно было запускать бензиновый двигатель с точно стехиометрической смесью воздуха и топлива для реакции горения.

    Ранее двигатели работали либо на обогащенной смеси (избыток топлива, т. е. условия восстановления), либо на обедненной смеси (избыток воздуха, т.е. условия окисления). Таким образом, двигатель всегда пытается работать с идеальным соотношением, но поскольку управление соотношением воздуха и топлива зависит от контура обратной связи, небольшие и быстрые колебания происходят по обе стороны от стехиометрического соотношения.Таким образом, выхлопные газы меняются между слегка богатыми и слегка обедненными.

    Для повышения эффективности TWC в этих различных условиях также добавляется оксид церия. Оксид церия может легко переключаться между состояниями окисления, обеспечивая кислород в слегка обогащенных условиях и способствуя восстановлению, когда выхлопные газы немного обеднены.

    2CeO 2  + CO → Ce 2 O 3  + CO 2  

    Ce 2 O 3  + ½O 2  → 2CeO 2  

    Если не считать постепенных технических достижений за эти годы, чтобы соответствовать постоянно ужесточающимся правилам, это было бы почти концом истории, и за последние два десятилетия много было написано о трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах. 3 Но в последние годы наблюдается рост опасений по поводу экономии топлива и выбросов углекислого газа, а также рост популярности более экономичных автомобилей с дизельным двигателем.

    Дизель

    Немец Рудольф Дизель изобрел дизельный двигатель в конце 19 века, но при жизни его изобретение не вызывало особого интереса. К сожалению, жизнь Дизеля закончилась, окутанная тайнами и теориями заговора, когда он пропал без вести во время плавания через Ла-Манш в Великобританию в 1913 году.Однако после долгих разработок в последующие десятилетия, направленных на преодоление шумной и дымной репутации дизельного двигателя, сегодня его двигатель используется в половине легковых автомобилей, продаваемых в Европе. Они обычно устанавливаются на корабли, поезда, автобусы, грузовики и сельскохозяйственную или строительную технику.

    Новые вызовы

    Состав выхлопных газов дизельных двигателей ставит перед химиками и инженерами совершенно новые задачи по сравнению с обычными автомобилями с бензиновым двигателем. Поскольку сгорание происходит при избытке воздуха (бедной смеси), все процессы контроля выбросов также должны работать в окислительных условиях.

    Растущая популярность автомобилей с дизельным двигателем также привела к принятию нового законодательства. Это относится к тем же загрязняющим веществам, которые содержатся в выхлопных газах бензина, но теперь также включает ТЧ, что вызывает серьезную озабоченность. Обычно он состоит из углеводородов и оксидов серы, адсорбированных твердым углеродистым веществом.

    Катализаторы для дизеля

    Как и в случае с бензиновыми автомобилями, катализ для контроля выбросов дизельных двигателей не является чем-то новым.Самым простым устройством для установки на дизельном транспортном средстве является катализатор окисления дизельного топлива, который основан на нанесенном платиновом или палладиевом катализаторе. При этом избыток воздуха от двигателя используется для окисления окиси углерода и углеводородов до двуокиси углерода и воды. Первые такие устройства были установлены на вилочные погрузчики в 1960-х годах, 2 , но теперь их можно найти на большинстве дорожных транспортных средств с дизельным двигателем.

    Удаление окиси углерода и углеводородов из выхлопных газов дизельных двигателей сопряжено с рядом проблем, в основном преобразование этих загрязняющих веществ часто происходит при низкой температуре выхлопных газов дизельных двигателей.Однако наибольшие опасения вызывают NO x и PM, как с точки зрения простоты удаления, так и с точки зрения их вредного воздействия на здоровье человека. Именно в реализации устройств для удаления этих загрязнителей были сделаны все основные новые разработки.

    Селективное каталитическое восстановление

    Для контроля NO x было предложено два решения. Первый известен как селективное каталитическое восстановление (SCR), при котором восстановитель, обычно раствор мочевины, впрыскивается в выхлопные газы, чтобы обеспечить условия, необходимые для восстановления NO x . Мочевина испаряется и разлагается до аммиака, который затем реагирует с NO x над катализатором SCR, обычно нанесенным на оксид ванадия (V 2 O 5 ), или железом или медью, нанесенными на цеолит, который нанесен на монолит (как и для ТВК). Эти реакции происходят при температурах выше примерно 200°C.

    В некоторых ситуациях, например в холодных странах зимой, эту температуру трудно получить. Установив катализатор окисления перед SCR, можно преобразовать некоторое количество NO в NO 2 .Если стехиометрия 1:1 может быть достигнута, реакция СКВ будет происходить при более низкой температуре, хотя в действительности возможно лишь небольшое температурное преимущество, поскольку скорость разложения мочевины начинает ограничиваться при температуре ниже 200°C. Альтернативно, использование катализатора, который выдавливается из каталитического материала, а не нанесен на инертную структуру носителя, также может ускорить реакцию. Эти каталитические материалы стали доступны для автомобильной промышленности только в последние несколько лет.

    Разложение мочевины:

    NH 2 CONH 2  → NH 3  + HNCO 

    Гидролиз:

    HNCO + H 2 O → NH 3  + CO 2  

    НЕТ SCR:

    4NH 3  + 4НО + О 2  → 4N 2  + 6H 2 О

    НЕТ 2 SCR:

    8NH 3  + 6NO 2  → 7N 2  + 12H 2

    Быстрый SCR:

    2NH 3  + НО + НО 2  → 2N 2  + 3H 2

    Одной из основных проблем с SCR является проблема впрыска правильного количества мочевины для реакции, чтобы аммиак не выходил в выхлопную трубу.Резкий запах аммиака в воздухе точно не приветствуется. Катализатор может быть установлен для преобразования любого прорыва аммиака в качестве страховки. Также необходимо обеспечить соответствие требованиям оператора транспортного средства, который теперь должен приобретать раствор мочевины исключительно в экологических целях.

    Наклонный НЕТ

    x ловушка

    Вторая система управления NO x известна как бедная ловушка NO x , и это более сложный маршрут, чем SCR. Он, вероятно, будет преобладать для небольших дизельных транспортных средств, таких как легковые автомобили, по крайней мере, в ближайшем будущем, поскольку это более экономичное решение для этих транспортных средств, чем SCR.

    В ловушке NO x к платино-родиевому катализатору добавляют накопительный компонент NO x , обычно оксид щелочного или щелочноземельного металла, например оксид бария. В нормальных условиях обедненного дизельного топлива он хранит NO x в виде нитратов, но каждые 60-120 секунд или около того нитрат регенерируется за счет работы двигателя на большем количестве топлива в течение нескольких секунд, так что некоторое количество угарного газа и углеводорода может уменьшить содержание нитратов до безвредного. азот.

    Бережливая работа (рис. 2а)

    NO окисление:

    2НО (ж)  + О 2(ж)  → 2НО 2  

    Хранение NO 2 в виде нитрата:

    MO + 2NO 2  + ½O 2  → M(NO 3 ) 2  

    Регенерация (рис. 2b

    Восстановление нитратов CO (или H 2 ):

    M(NO 3 ) 2  + 3CO →  MO + 2NO + 3CO 2

    Восстановление NO (СО):

    2NO (г)  + 2CO (г)  → 2CO 2(г)  + N 2(г)  

    Снижение NO (H 2 ):

    2NO (г)  + 2H 2(г)  ⇋ N 2(г)  + 2H 2 O (г)  

    Конструкция двигателя

    Это требует сложной конструкции двигателя и эксплуатации, а также приводит к тому, что для очистки выхлопных газов используется топливо, а не движущая сила, поэтому некоторые преимущества использования дизельного двигателя теряются. Эта технология также основана на топливе с очень низким содержанием серы, поскольку сера может храниться в виде сульфата на материале для хранения. Так как он очень стабилен, производительность катализатора снижается, что требует периодической высокотемпературной десульфатации. Это удаляет серу после накопления определенного уровня, тем самым регенерируя катализатор.

    Ловушка с непрерывной регенерацией

    Одним из наиболее успешных устройств для борьбы с ТЧ была система фильтрации, известная как непрерывно регенерирующая ловушка (CRT®), которая в настоящее время установлена ​​на 100 000 автомобилей.Он включает дизельный катализатор окисления для удаления окиси углерода и углеводородов, а также для окисления некоторого количества NO до NO 2 . Уже было показано, что это может быть полезно для катализатора СКВ, и здесь это также имеет место. В этом устройстве NO 2 реагирует с ТЧ, уловленными на втором компоненте, дизельном сажевом фильтре (DPF), при температуре выше 200°C. Это называется пассивной регенерацией и представляет собой непрерывный процесс.

    Обычно изготовленные из кордиерита, карбида кремния (SiC) или титаната алюминия (Al 2 TiO 5 ), эти устройства улавливают ТЧ в структуре их пористой стенки, когда газ проталкивается через стенку из впускного канала в выпускной. канал ( рис 3 ).

    Еще более высокая эффективность пассивной регенерации может быть достигнута путем добавления в фильтр платинового катализатора; это устройство CCRT® (Catalyzed CRT). В некоторых случаях невозможно использовать пассивную регенерацию.

    Другой способ регенерации DPF – периодическое повышение температуры системы примерно до 500 °C, чтобы кислород в выхлопных газах можно было использовать для окисления твердых частиц. Тепло обеспечивается за счет впрыска дополнительного топлива. Он окисляется на катализаторе, создавая экзотермический эффект, который, в свою очередь, нагревает фильтр.В этом случае важно, чтобы управление регенерацией было тщательно настроено, так как опять же это дополнительное топливо частично сводит на нет преимущество дизельного двигателя. Если температура не контролируется должным образом и поднимается слишком высоко, результатом может стать плавление, растрескивание или разрушение фильтра, что может дорого обойтись владельцу.

    Современные исследования

    Для удаления NO x и PM две системы объединяются, например, CRT с последующим катализатором SCR, и это основа системы SCRT® ( fig4) .

    Вместо того, чтобы размещать катализаторы последовательно, можно также включить контрольный катализатор NO x в сам фильтр. В центре внимания последних, современных исследований, когда катализаторы SCR или LNT наносятся на фильтр, что позволяет удалять загрязняющие вещества NO x и PM на одном каталитическом устройстве. Теперь можно разработать систему, которая экономит ценное пространство на транспортном средстве и, возможно, также снижает затраты. Они известны как четырехкомпонентные катализаторы.

    Еще одна недавно предложенная идея состоит в том, чтобы накладывать катализаторы один на другой. Например, наслоение системы ловушки/СКВ NO x дает катализатор с более широкой функциональностью, но это исследование все еще находится в зачаточном состоянии.

    С нетерпением жду

    Теперь, во втором десятилетии 21-го -го -го века, и более чем через сто лет после презентации Френкеля в Лондоне, многие проблемы остаются или могут быть предвидены. Производители транспортных средств и двигателей сталкиваются с проблемой одновременного повышения эффективности и снижения выбросов загрязняющих веществ, поэтому технология двигателей будет продолжать развиваться с большой скоростью.Это в конечном итоге приведет к двигателю, который сможет сочетать в себе преимущества бензиновых и дизельных двигателей.

    Двигатели станут меньше, работая в новых конструкциях транспортных средств, которые включают топливный элемент или батареи в качестве второго источника движущей силы.

    Будущее принесет гораздо более широкий спектр видов топлива, таких как синтетическое топливо и биотопливо, полученное из сельскохозяйственных культур, или альтернативные ископаемые виды топлива, т. е. уголь или природный газ, а также водород, природный газ в качестве топлива и смешанные виды топлива. Уровень содержания серы будет продолжать снижаться в соответствии с требованиями законодательства, общественности и производителей катализаторов.Также будет необходимо разработать катализаторы, которые могут работать при более низкой температуре, что является постоянной проблемой, чтобы загрязняющие вещества можно было удалять даже при холодных выхлопных газах, например, сразу после запуска двигателя.

    Поскольку выбросы от дорог продолжают улучшаться, основное внимание будет уделяться другим источникам загрязняющих веществ, таким как корабли и, что крайне важно, самолетам. Законодательство будет продолжать ужесточаться и включать новые правила, например, в отношении закиси азота, которая является сильным парниковым газом, в 300 раз более эффективным, чем углекислый газ, а также количества твердых частиц, выбрасываемых из выхлопных газов.Фактически, последнее теперь включено в последнее законодательство, которое вступит в силу в 2014 году (законодательство Евро-6). Агентство по охране окружающей среды США в настоящее время предлагает конкретные правила N 2 O для введения в действие с 2014 года. 

    Чтобы решить эти проблемы, химикам и инженерам как никогда прежде требуется совершенствовать уже имеющиеся технологии контроля выбросов и изобретать новые способы решения проблемы загрязнения окружающей среды автомобилями.

    Эндрю работает в Исследовательской группе по контролю выбросов в Технологическом центре Джонсона Матти в Рединге, а также является приглашенным научным сотрудником Кембриджского университета.

    Ученые создают искусственные катализаторы на основе живых ферментов

    Все живые организмы зависят от ферментов — молекул, которые ускоряют биохимические реакции, необходимые для жизни.

    Ученые десятилетиями пытались создать искусственные ферменты, способные производить важные химические вещества и топливо в промышленных масштабах с производительностью, не уступающей их природным аналогам.

    Исследователи из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC разработали синтетический катализатор, который производит химические вещества так же, как ферменты в живых организмах. В исследовании, опубликованном в выпуске Nature Catalysis от 5 августа, исследователи говорят, что их открытие может привести к промышленным катализаторам, способным производить метанол с использованием меньшего количества энергии и по более низкой цене. Метанол имеет множество применений, и растет спрос на его использование в качестве топлива с более низким уровнем выбросов, чем у обычного бензина.

    «Мы черпали вдохновение в природе», — сказал старший автор Маттео Карньелло, доцент кафедры химического машиностроения в Стэнфорде. «Мы хотели имитировать функцию природных ферментов в лаборатории, используя искусственные катализаторы для создания полезных соединений».

    Для эксперимента исследователи разработали катализатор, состоящий из нанокристаллов палладия, драгоценного металла, встроенных в слои пористых полимеров, обладающих особыми каталитическими свойствами. Большинство белковых ферментов, встречающихся в природе, также содержат микроэлементы, такие как цинк и железо, встроенные в их ядро.

    Исследователи смогли обнаружить следы палладия в своих катализаторах с помощью электронного микроскопа, сделанного соавтором Эндрю Херцингом из Национального института стандартов и технологий.

    Модель реакции

    «Мы сосредоточились на модели химической реакции: превращение токсичного монооксида углерода и кислорода в диоксид углерода (CO 2 )», — сказал аспирант Эндрю Риско, ведущий автор исследования. «Наша цель состояла в том, чтобы увидеть, будет ли искусственный катализатор функционировать как фермент, ускоряя реакцию и контролируя способ производства CO 2 .

    Чтобы это выяснить, Риско поместил катализатор в трубку-реактор с непрерывным потоком угарного газа и газообразного кислорода. Когда трубку нагрели примерно до 150 градусов по Цельсию (302 градуса по Фаренгейту), катализатор начал генерировать желаемый продукт — двуокись углерода.

    Высокоэнергетическое рентгеновское излучение Стэнфордского источника синхротронного излучения (SSRL) в SLAC показало, что катализатор обладает свойствами, сходными с теми, что наблюдаются в ферментах: нанокристаллы палладия внутри катализатора непрерывно реагируют с кислородом и монооксидом углерода с образованием диоксида углерода. .И некоторые из вновь образованных молекул углекислого газа оказались в ловушке во внешних слоях полимера, когда они вырвались из нанокристаллов.

    «Рентгеновские снимки показали, что после того, как слои полимера были заполнены CO 2 , реакция остановилась», — сказал Карньелло, член Стэнфордской инициативы по природному газу (NGI). «Это важно, потому что та же стратегия используется ферментами. Когда фермент производит слишком много продукта, он перестает работать, потому что продукт больше не нужен.Мы показали, что мы также можем регулировать производство CO 2 , контролируя химический состав полимерных слоев. Такой подход может повлиять на многие области катализа».

    Рентгеновское изображение было выполнено соавторами исследования Алексеем Бубновым, докторантом из Стэнфорда, и учеными SLAC Саймоном Бэром и Адамом Хоффманом.

    Получение метанола

    После успеха эксперимента с двуокисью углерода Карньелло и его коллеги обратили внимание на преобразование метана, основного компонента природного газа, в метанол, химическое вещество, широко используемое в текстиле, пластмассах и красках.Метанол также рекламируется как более дешевая и чистая альтернатива бензиновому топливу.

    «Способность превращать метан в метанол при низких температурах считается священным Граалем катализа, — сказал Карньелло. «Наша долгосрочная цель — создать катализатор, который ведет себя как метанмонооксигеназа, природный фермент, который некоторые микробы используют для метаболизма метана».

    Большая часть метанола сегодня производится в двухстадийном процессе, который включает нагрев природного газа до температуры около 1000 C (1800 F).Но этот энергоемкий процесс выбрасывает большое количество двуокиси углерода, мощного парникового газа, который способствует глобальному изменению климата.

    «Искусственный катализатор, который напрямую превращает метан в метанол, требует гораздо более низких температур и выделяет гораздо меньше CO 2 », — объяснил Риско. «В идеале мы могли бы также контролировать продукты реакции, разрабатывая полимерные слои, которые улавливают метанол до того, как он сгорит».

    Ферменты будущего

    «В этой работе мы продемонстрировали, что можем получать гибридные материалы из полимеров и металлических нанокристаллов, которые обладают определенными чертами, типичными для ферментативной активности», — сказал Карньелло, который также является членом Стэнфордского центра изучения интерфейса SUNCAT и Катализ.«Самое интересное заключается в том, что мы можем применять эти материалы во многих системах, помогая нам лучше понять детали каталитического процесса и делая нас на один шаг ближе к искусственным ферментам».

    Дополнительные соавторы включают аспиранта Стэнфордского университета Коди Врасмана и школьных стажеров Адитью Менон и Марию Варгас при поддержке Стэнфордской программы повышения интереса к науке и технике (RISE).

    Финансирование исследований было предоставлено начальным грантом от NGI , сотрудничество между School of Earth, Energy & Environmental Sciences (Stanford Earth) и Precourt 9 .Дополнительную поддержку оказала стипендия преподавателей Термана в Инженерной школе Стэнфорда и программа стипендий для выпускников Национального научного фонда . Финансирование работы в SSRL было предоставлено Управлением науки Министерства энергетики США , Управление фундаментальных энергетических наук .

    Что такое топливный катализатор и для чего он нужен?

    Топливный катализатор — это механическое устройство предварительного сгорания, которое повышает эффективность использования топлива и снижает выбросы.Существуют как катализаторы для дизельного топлива, так и топливные катализаторы для бензина. Из-за разницы в плотности ископаемого топлива топливные катализаторы имеют различную степень влияния на увеличение пробега «газа» и снижение выбросов.

    Топливные катализаторы, предназначенные для ископаемых видов топлива средней и высокой плотности, таких как дизельное топливо, мазут и бункерное топливо, более эффективны, чем топливные катализаторы, предназначенные для легких ископаемых видов топлива, таких как бензин, этанол, биодизельное топливо и пропан. Причина двоякая.Во-первых, как предполагают их описания, тяжелое топливо имеет более высокую плотность топлива, чем легкое топливо. Поскольку тяжелое топливо более плотное, насыщенное кислородом тяжелое топливо требует более совершенных технологий для обеспечения чистого сгорания, таких технологий, как топливный катализатор и/или форсунки сверхвысокого давления.

    Легкое топливо насыщает кислородом легче, чем среднетяжелое и тяжелое топливо. Таким образом, разница в скорости насыщения кислородом между заправленным топливом и необработанным топливом непосредственно с нефтеперерабатывающего завода или установки кондиционирования меньше.В результате увеличение топливной экономичности транспортного средства меньше.

    Вторая причина, по которой катализаторы на тяжелом топливе, в частности катализаторы на дизельном топливе, повышают эффективность использования топлива и сокращают выбросы в большей степени, чем катализаторы на легком топливе, связана с типами двигателей, которые используют каждый тип топлива. Дизельные двигатели — это двигатели с воспламенением от сжатия. Бензиновые двигатели — это двигатели с искровым зажиганием, также известные как двигатели с искровым зажиганием.

    В искровом двигателе смешивание топлива и воздуха происходит до поступления топливно-воздушной смеси в двигатель.Другими словами, бензин и другие виды топлива для двигателей с искровым зажиганием находятся в насыщенном кислородом состоянии до того, как они попадут в камеру сгорания, до того, как они будут впрыснуты в цилиндр двигателя.

    В двигателе сжатия, с другой стороны, топливо и воздух смешиваются в камере сгорания. Чтобы повысить эффективность сгорания в двигателе с компрессионным двигателем, топливо должно быть заполнено кислородом перед поступлением в цилиндр двигателя, иначе двигатель вырабатывает меньшую мощность, чем потенциальная мощность топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя. Разница является продуктом эффективности сгорания. Незаправленное топливо сгорает менее эффективно, то есть просто выбрасывает выхлопные газы, чем топливо, заправленное кислородом.

    Топливные катализаторы и некатализаторы

    Топливный катализатор — это специализированное механическое устройство с двумя конкретными целями и одним важным требованием. Топливный катализатор должен как повышать эффективность использования топлива, так и снижать выбросы. В дополнение к увеличению пробега «газа» и уменьшению выбросов двигателя, топливный катализатор должен содержать катализаторы — а.к.а. благородных или благородных металлов.

    Причина, по которой эти три отличия топливного катализатора важны, заключается в том, что большое количество продавцов немеханических топливных добавок и моющих средств рекламируют свою продукцию как топливные катализаторы, но химические топливные добавки не отвечают ни одному из требований, предъявляемых к топливному катализатору.

    Что такое топливный катализатор

    Топливный катализатор — это устройство предварительного сгорания, которое устанавливается на топливопроводе двигателя внутреннего сгорания.Внутри топливного катализатора цилиндрической формы находятся драгоценные благородные металлы — катализаторы — подобные тем, что находятся в каталитическом нейтрализаторе. Катализаторы расположены вдоль цилиндрической трубы. Топливо, проходящее по топливопроводу, проходит через топливный катализатор и претерпевает физические изменения под воздействием драгоценных металлов. Как объясняют Кассандра, Г. Фрейшлаг и Роберт Дж. Мэдикс из Школы инженерии и прикладных наук Гарвардского университета в Кембридже, Массачусетс, в своей исследовательской статье 2011 года под названием Магия драгоценных металлов: каталитическое волшебство :

    «Драгоценные металлы притягательны и волшебны из-за их неактивности в химических реакциях; они чрезвычайно стабильны и, следовательно, также называются «благородными металлами». Во время промышленной революции человечество осознало, что благородные металлы обладают способностью влиять на ход химических явлений — посредством катализа. Катализатор определяется как вещество, которое способствует химическому превращению, но само не расходуется в процессе; эта сила имеет таинственный, почти волшебный характер.

    Фундаментальное понимание основных механизмов процессов каталитического окисления раскрывает магию и превращает использование благородных металлов из инструментов украшения, торговли и индустриализации Эдисона в ключевых игроков новой эры катализа благодаря дизайну с потенциалом для экологически безопасной химической обработки.

    Проще говоря, топливный катализатор увеличивает потенциал оксигенации углеводородов в топливе за счет деполяризации молекулярных связей, которые создают топливные кластеры во всех ископаемых видах топлива, особенно в тяжелых ископаемых топливах с большими молекулами углеводородов и длинными цепочками молекул углеводородов.

    Как драгоценные металлы в топливном катализаторе увеличивают кислородный потенциал углеводородов ископаемого топлива

    Ископаемое топливо, даже легкое ископаемое топливо, такое как бензин, и ископаемое топливо в газообразном состоянии, такое как пропан и природный газ, представляют собой гомогенные смеси.Состоящее из углеводородов и различных загрязняющих веществ, включая серу и воду, ископаемое топливо имеет кластеры углеводородов, распределенные по всему топливу в виде неравномерной смеси.

    Кластеры молекул — это группы атомов или молекул, которые находятся в непосредственной близости друг от друга, но не имеют связывающей их химической связи. «Кластер — это группа одинаковых или похожих элементов, собранных или расположенных близко друг к другу. В химии «кластер» — это ансамбль связанных атомов, промежуточный по размеру между молекулой и объемным твердым телом.Кластеры можно рассматривать как твердые тела в наномасштабе. Кластеры существуют в различной стехиометрии и нуклеарности».

    Чем тяжелее и толще ископаемое топливо, тем сложнее технология, необходимая для полного насыщения топлива кислородом.

    Оксигенация ископаемого топлива

    Кислород так же важен для сжигания ископаемого топлива, как и углеводороды в горящем топливе. Без воздействия кислорода ископаемое топливо не загорится и не сгорит. Поскольку углеводороды не сгорают без воздействия кислорода — без насыщения кислородом — кластеры углеводородов, присущие ископаемому топливу, создают проблему в отношении эффективности сгорания.Эффективность сгорания является неотъемлемой частью эффективности использования топлива.

    Группы углеводородов — кластеры — являются следствием присущих углеводородам положительных и отрицательных зарядов. Топливные кластеры связываются друг с другом, даже если не создается химическая связь. В то время как легкое и газообразное ископаемое топливо более однородно, тяжелые ископаемые виды топлива, такие как дизельное топливо, мазут и бункерное топливо, на молекулярном уровне по своей природе содержат большие кластеры углеводородов. Молекулы внутри кластеров углеводородов не подвергаются воздействию кислорода.И если топливные скопления не разбить с провокацией со стороны топливных технологий, то несгоревшие и частично сгоревшие углеводороды просто выдуваются выхлопом.

    Топливный катализатор — это технология, которая разлагает кластеры углеводородов. Когда топливо, движущееся по топливопроводу, проходит через драгоценные металлы внутри топливного катализатора, драгоценные металлы деполяризуют заряды, которые притягивают большие и длинноцепочечные молекулы вместе в кластеры. Деполяризация кластеров означает, что большие молекулы и цепочки молекул — углеводороды — обладают большим потенциалом оксигенации, и после насыщения кислородом углеводороды будут сгорать более полно по отдельности и более эффективно в целом.

    Что не является топливным катализатором

    Есть несколько продуктов, которые помечены как топливные катализаторы, но не являются таковыми. Хотя эти продукты могут катализировать изменение состава топлива или двигателя, способность катализировать изменения не означает, что элемент или химическое вещество является катализатором . Кроме того, топливные катализаторы часто путают с каталитическими нейтрализаторами. Хотя и топливные катализаторы, и каталитические нейтрализаторы выглядят одинаково и сделаны из одинаковых материалов, они служат разным целям и находятся в разных местах двигателя.

    Топливный катализатор — это механическое устройство предварительного зажигания, которое изменяет физический состав топлива. Каталитический нейтрализатор — это механическое устройство дожигания, которое производит химическое изменение — окисление — в выбросах топлива.

    Присадки к топливу и моющие средства  

    Топливные присадки и детергенты имеют большое значение для повышения октанового и цетанового числа ископаемых видов топлива, удаления углеводородных отложений внутри двигателей внутреннего сгорания, очистки топливных баков изнутри, очистки форсунок и т. д.Но химические присадки к топливу не повышают резко эффективность использования топлива, а химические присадки к топливу не снижают выбросы. Более того, хотя химические топливные добавки часто обозначаются как топливных катализаторов , они не являются катализаторами.

    Аналогичная путаница возникает в отношении топливных катализаторов и каталитических нейтрализаторов.

    Что такое каталитический нейтрализатор?

    Они оба сделаны из драгоценных металлов и оба снижают выбросы. Однако каталитические нейтрализаторы и топливные катализаторы — это два разных механических устройства.Каталитический нейтрализатор не увеличивает топливную экономичность автомобиля. Из-за узкого места сжатия, возникающего из-за ограничения потока выхлопных газов, каталитические нейтрализаторы на самом деле снижают эффективность использования топлива. Именно по этой причине люди, которые настраивают свои автомобили, часто удаляют каталитический нейтрализатор со своих выхлопных труб.

    Тем не менее, каталитические нейтрализаторы являются критически важной технологией в отношении сокращения выбросов. Как и внутренняя часть топливного катализатора, внутренняя часть каталитического нейтрализатора состоит из драгоценных металлов — катализаторов.

    В каталитическом нейтрализаторе ряд термостойких перфорированных пластин укладываются друг на друга вертикально. Пластины покрыты драгоценными металлами. Выхлоп от двигателя проходит через отверстия в пластинах и нагревает благородные металлы. Нагревшись, драгоценные металлы начинают сжигать несгоревшие углеводороды, которые проходят через каталитический нейтрализатор, предотвращая их попадание в воздух в виде выбросов углеводородов. Вместо этого каталитический нейтрализатор сжигает несгоревшие и частично сгоревшие углеводороды и превращает их в углекислый газ и воду.

    Экономия топлива благодаря топливному катализатору

    Годовая экономия топлива с использованием топливного катализатора Rentar гарантированно окупится через 3–12 месяцев. Rentar увеличивает топливную экономичность внедорожников на 3-8 процентов. Например, испытанный Корпусом морской пехоты США в условиях высокой нагрузки, Rentar Fuel Catalyst показал «очень хорошее снижение мутности и запаха выхлопных газов, а также значительное увеличение производительности автомобиля и расхода топлива на галлон».

    На внедорожниках и большегрузном оборудовании повышение топливной экономичности, как правило, превышает базовый уровень в 3-8 процентов.В 2004 году Абердинский испытательный центр армии США установил топливный катализатор Rentar Fuel Catalyst на грузовой автомобиль 4×4 1993 года выпуска, используемый Корпусом морской пехоты США. Работа с Rentar «значительно повысила производительность», как заключило одно исследование, что привело к «меньшему количеству выбросов углеводородов (HC), более низким уровням NOx, более низкому повышению температуры выхлопных газов и улучшенной экономии топлива».

    В отношении судовых двигателей экономия топлива еще более значительна. В 1997 году ВМС США разместили Rentar Fuel Catalyst на главном двигателе правого борта авианосца «Индепенденс».Во время рейса из Перл-Харбора, Гавайи, в Калифорнию Rentar сравнивали с левым двигателем, не использующим устройство. Двигатель, использующий Rentar, сжег во время рейса на 151 галлон меньше. Также испытанный военно-морским флотом на грузовиках и других транспортных средствах, Rentar показал ошеломляющую экономию топлива – в некоторых случаях более 40 процентов.

    Разница между экономией топлива до аренды и экономией после установки катализатора на котлах и печах, которые сжигают мазут и бункерное топливо, одинаково впечатляет.Hetero Labs установила Rentar Fuel Catalyst на 5-тонный котел и получила 20-процентную экономию топлива «зеленой энергии».

    Снижение выбросов от топливного катализатора

    Топливный катализатор Rentar прошел обширные независимые испытания и в среднем снижает выбросы оксидов азота (NOx) до 19 %, монооксида углерода (CO) до 7 %, твердых частиц (PM) до 19 % и углеводородов (HC). ) выбросы до 11%. Уменьшение непрозрачности или черного дыма может быть еще больше — до 44% — и видно невооруженным глазом на старых автомобилях для курения в течение нескольких часов после установки.

    Топливный катализатор Rentar также снижает содержание летучих органических веществ — тех выбросов, которые чаще всего считаются канцерогенными. Rentar снижает выбросы бензола до 35,4%, толуола до 36,1%, ксилолов до 46,2%, этилбензола до 48,4% и ацетона до 16,7%.

    Технологии экономии топлива, технологии сокращения выбросов, а также технологии и продукты, продлевающие срок службы двигателя, бывают самых разных типов. Однако не каждая технология предназначена для экономии топлива и сокращения выбросов.Некоторые технологии способны только уменьшить выбросы. Другие продукты не сокращают расходы на топливо и не сокращают выбросы, а служат другим целям.

    Владельцам, операторам, руководителям автопарков и советам директоров, желающим повысить топливную экономичность двигателя и снизить выбросы, требуется топливный катализатор.

    Реакции и катализаторы — Виды реакций — KS3 Chemistry Revision

    Катализатор — это вещество, которое:

    • ускоряет реакции
    • не расходуется в ходе реакции (его масса одинакова в начале и в конце реакции )
    • Для увеличения скорости реакции между большими количествами реагентов требуется лишь очень небольшое количество катализатора.Для катализа разных реакций необходимы разные катализаторы.

      Таблица суммирует некоторые катализаторы и реакции, которые они катализируют:

      Пентаоксид ванадия
      катализатор
      Iron Irone
      диоксид марганца Перекись водорода → вода + кислород
      диоксид серы + кислород → триоксид серы

      Каталитические нейтрализаторы

      Выхлопные системы автомобилей оснащены каталитическими нейтрализаторами.Они помогают уменьшить выброс токсичных газов из выхлопной трубы. Они содержат платину и родий, которые действуют как катализаторы. Реакции в каталитических нейтрализаторах:

      • превращают монооксид углерода (который является токсичным) в диоксид углерода
      • преобразуют оксиды азота (которые вызывают кислотные дожди) в азот и кислород
      Каталитический нейтрализатор снижает выброс вредных газов из транспортных средств

      Исследователи разработали экологически чистый катализатор 4-в-1 Больше реакций, меньше отходов: катализаторы, подобные этому новому, разработанному в Университете Брауна, могут помочь сделать промышленную химию более устойчивой. Sun lab / Seto lab / Brown University

      ПРОВИДЕНС, Род-Айленд [Университет Брауна] — Исследователи из Университета Брауна разработали новый составной катализатор, который может выполнять четыре отдельные химические реакции в последовательном порядке и в одном контейнере для получения соединений, полезных для производства широкий ассортимент фармацевтической продукции.

      «Обычно требуется несколько катализаторов для выполнения всех этапов этой реакции», — сказал Чао Ю, научный сотрудник Брауна с докторской степенью, который руководил работой вместе с аспирантом Сюефэн Го. «Но мы нашли единственный нанокатализатор, который сам по себе может выполнять эту многоступенчатую реакцию».

      Исследование, описанное в Журнале Американского химического общества, было результатом сотрудничества между лабораториями профессоров Брауна Кристофера Сето и Шоухенг Сан, которые являются соавторами статьи.

      По словам исследователей, работа была проделана с целью найти способы сделать химическую промышленность более экологически устойчивой. Многореакционные катализаторы, подобные этому, являются шагом на пути к этой цели.

      «Если вы проводите четыре разные реакции по отдельности, то у вас есть четыре разных этапа, для которых требуются растворители и исходные материалы, и на каждом из них остаются отходы, загрязненные побочными продуктами реакции», — сказал Сето. «Но если вы можете сделать все это в одном горшке, вы можете использовать меньше растворителя и сократить количество отходов.

      Команда изготовила новый катализатор, вырастив наночастицы серебра и палладия на поверхности наностержней из оксида вольфрама с дефицитом кислорода (оксида вольфрама, в котором отсутствует несколько атомов кислорода). Исследователи показали, что он может катализировать ряд реакций, необходимых для превращения обычных исходных материалов муравьиной кислоты, нитробензола и альдегида в бензоксазол, который можно использовать для создания антибактериальных, противогрибковых и обезболивающих НПВП. Исследователи показали, что катализатор можно также использовать для создания другого соединения, хиназолина, который используется в различных противораковых препаратах.

      Эксперименты показали, что катализатор может выполнять четыре реакции с почти количественным выходом, то есть он производит максимально возможное количество продукта для данного количества исходных материалов. Реакции проводились при более низкой температуре, за более короткое время и с использованием растворителей, которые более безвредны для окружающей среды, чем те, которые обычно используются для этих реакций.

      «Температура, которую мы использовали для синтеза этого продукта, составляет около 80 градусов по Цельсию, — сказал Го. «Обычно реакция происходит при температуре около 130 градусов, и вам нужно запустить реакцию в течение одного или двух дней. Но мы можем получить аналогичный выход при 80 градусах за восемь часов».

      Новый катализатор также способен производить соединения бензоксазола с использованием исходных материалов, которые являются более безвредными для окружающей среды, чем обычно используемые. Цепь реакции требует источника водорода на начальной стадии. Этим источником может быть чистый газообразный водород, который трудно хранить и транспортировать, или его можно извлечь из химического соединения.Для этой цели часто используется соединение под названием боран аммиака, но новый катализатор позволяет использовать вместо него муравьиную кислоту, которая «дешевле, экологичнее и менее токсична», сказал Юй.

      И хотя многие катализаторы, протестированные в этих реакциях, нельзя использовать более одного раза без серьезного снижения их эффективности, исследователи смогли использовать новый катализатор до пяти раз с небольшим падением выхода реакции.

      Сан говорит, что исследования, подобные этому, представляют собой новое направление исследований в области «зеленой» химии.

      «Обычно в катализе мы проводим одну реакцию за раз, используя разные катализаторы для каждой реакции», — сказал Шоухэн Сун, профессор химии в Брауновском университете. «Но растет интерес к катализаторам, которые могут выполнять несколько реакций в одном реакторе, и это то, что мы здесь сделали».

      Работа была частично поддержана Исследовательской лабораторией армии США и Исследовательским бюро армии США (W911NF-15-1-0147).

      Открытие высокоэффективного катализатора упрощает путь к водородной экономике

      Залитая искусственным солнечным светом, эта фотоэлектролизная ячейка в лаборатории Сун Цзинь расщепляет воду на водород и кислород с помощью катализатора, состоящего из распространенных элементов кобальта, фосфора и серы.

      Фото: Дэвид Тененбаум

      Водород может быть идеальным топливом: независимо от того, используется ли он для производства электроэнергии в топливном элементе или сжигается для получения тепла, единственным побочным продуктом является вода; нет углекислого газа, изменяющего климат.

      Подобно бензину, водород можно использовать для хранения энергии.

      Водород обычно получают путем разделения воды с помощью электроэнергии. И хотя запасы воды практически безграничны, основным препятствием на пути к будущей «водородной экономике» является потребность в платине или других дорогих благородных металлах в устройствах для разделения воды.

      Благородные металлы устойчивы к окислению и включают многие драгоценные металлы, такие как платина, палладий, иридий и золото.

      Сон Джин

      «В реакции выделения водорода вся игра заключается в поиске недорогих альтернатив платине и другим благородным металлам», — говорит Сун Джин, профессор химии из Университета Висконсин-Мэдисон.

      В интернет-издании Nature Materials, которое выходит сегодня, исследовательская группа Джина сообщает о катализаторе для производства водорода, содержащем фосфор и серу — оба обычных элемента — и кобальт, металл, который в 1000 раз дешевле платины.

      Катализаторы уменьшают энергию, необходимую для начала химической реакции. Новый катализатор почти так же эффективен, как платина, и, вероятно, демонстрирует самые высокие каталитические характеристики среди катализаторов, не содержащих благородных металлов, о которых до сих пор сообщалось, сообщает Джин.

      Прогресс появился в результате длинной линии исследований в лаборатории Джина, которые были сосредоточены на использовании железного пирита (золота дураков) и других недорогих, распространенных материалов для преобразования энергии. Джин и его ученики Мигель Кабан-Асеведо и Майкл Стоун открыли новый высокоэффективный катализатор, заменив железо на пирит кобальта, а затем добавив фосфор.

      Хотя электричество является обычным источником энергии для расщепления воды на водород и кислород, «существует большой интерес к использованию солнечного света для непосредственного расщепления воды», — говорит Джин.

      «Если вы хотите решить проблему глобального потепления, вы должны мыслить масштабно».

      Сон Джин

      Новый катализатор также может работать с энергией солнечного света, говорит Джин. «Мы продемонстрировали экспериментальное устройство для использования этого кобальтового катализатора и солнечной энергии для производства водорода, которое также имеет наилучшую эффективность для систем, которые полагаются только на недорогие катализаторы и материалы для прямого преобразования солнечного света в водород.

      Многие исследователи ищут более дешевую замену платине, говорит Джин. «Поскольку этот новый катализатор намного лучше и близок по характеристикам к платине, мы немедленно попросили WARF (Висконсинский исследовательский фонд выпускников) подать предварительный патент, что они и сделали всего за две недели».

      По словам Джин, остается много вопросов о катализаторе, который был протестирован только в лаборатории. «Необходимо учитывать стоимость катализатора по сравнению со всей системой.Всегда есть компромисс: если вы хотите построить лучший электролизер, вы все равно хотите использовать платину. Если вы можете немного пожертвовать производительностью и больше заботитесь о стоимости и масштабируемости, вы можете использовать этот новый кобальтовый катализатор».

      «Вся игра придумывает недорогие альтернативы платине и другим благородным металлам»

      Сон Джин

      Стратегии по замене значительной части ископаемого топлива возобновляемой солнечной энергией должны осуществляться в огромных масштабах, если они хотят повлиять на климатический кризис, говорит Джин.«Если вы хотите решить проблему глобального потепления, вы должны мыслить масштабно. Независимо от того, представляем ли мы получение водорода из электричества или непосредственно из солнечного света, нам нужны квадратные мили устройств, чтобы произвести такое количество водорода. А для этого может не хватить платины».

      В совместную группу входили профессор Дж. Р. Шмидт, химик-теоретик из Университета Вашингтона в Мэдисоне, и профессор электротехники Дж. Хау Хе и его студенты из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы в Саудовской Аравии.Министерство энергетики США предоставило крупное финансирование для исследования.

      .

    Author:

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.