Autotechnika szakfolyóirat
Autotechnika szakfolyóirat
2022. április | Olvasson bele!

Katalizátorok hosszabb élettartama

hirdetés

Az Ohio (USA) Állami Egyetem kutatói által a Chemistry of Materials folyóiratban nemrégiben közzétett új tanulmány azt sugallja, hogy a katalizátorok következő generációja hosszabb élettartamú lehet, és kevesebb ritka földfémre lehet szükség a működésükhöz. Egy jó katalizátor több mint egy évtizedig is kitarthat, de Cheng-Han Li, a tanulmány vezető szerzője szerint mindig van hova fejlődni. Azt mondta, hogy a jövőbeni katalitikus technológiát úgy lehet tervezni, hogy hosszabb ideig hatékonyan tisztítsa meg a szennyező anyagokat.

Bár többféle típus létezik, a modern katalizátorok három nemesfém kombinációját használják: a palládium, platina és ródium kombinációt. A három nemesfém – különösen a ródium – árának emelkedése az oka annak, hogy a tolvajok világszerte katalizátorok lopkodásához folyamodtak. A leginkább Észak- és Dél-Amerika folyami homokjában található ródium a világ legritkább eleme, és értékesebb, mint az arany és a platina.

hirdetés

„A ródium ára drámaian megemelkedett az elmúlt években a növekvő kereslet és a kínálati hiány miatt” – jegyezte meg Li. Mivel a ródium alapú katalizátorokból hiány van, elengedhetetlen, hogy azokat a lehető leghatékonyabban használják fel. Mivel a katalizátorok nagy hőmérsékleten deaktiválódnak, a kutatók azt vizsgálták, hogyan változik a teljesítményük idővel nagy hő jelenlétében. Ennek érdekében számos tesztet végeztek a konvertereken, többek között 871 °C-nál magasabb hőmérsékletet is elviseltek. Míg a katalizátorok ritkán haladják meg ezeket a feltételeket egy átlag polgári használatú autóban, életük során maximum alkalmanként fordulhatnak elő ilyen hőmérsékletek, különösen a konverterek öregedésével.

A kutatók tanulmányozták a háromutas katalizátorok anyagainak mikrostruktúráit, és azt, hogy hogyan hat rájuk a hő. "A mikroszerkezet megfigyelésével azonosíthatjuk a kapcsolatot a magas hő, a konverter valós teljesítménye és a mikroszerkezete között" - mondta Li. Megjegyezte, hogy a ródiumkatalizátorokat olyan oxidok támogatják, mint az alumínium-oxid és a cérium-cirkónium-oxid, amelyek segítenek stabilizálni őket. Oxigénnel nagy hő hatására a ródium feloldódik az alumínium-oxidban, és stabil oldattá ródium-alumináttá bomlik. Ez a megoldás azonban kémiailag inaktív, vagyis nem tudja eltávolítani a káros szennyeződéseket és gázokat, így gyakorlatilag használhatatlanná válik a készülék. Hidrogén hatásának kitéve azonban a ródium egy része ismét aktívvá válik, de közel sem elég ahhoz, hogy a katalizátor konverter visszaállítsa korábbi hatékonyságát.

A tanulmány eredményei azt mutatták, hogy hosszú távon kidolgozható megoldás, amely megakadályozza a ródium-aluminát képződését, így segíthet a legtöbbet kihozni ezekből az eszközökből.


Tetszett a cikk?

hirdetés

hirdetés