Catalizatorul Platina-Perovschit Autoregenerabil Folosit pentru Controlul Emisiilor Autovehiculelor

Un inovator “catalizator inteligent” care prezinta o imbunatatire majora referitoare la capacitatea acestuia de autoregenerare a nanoparticulelor de Pd. Autoregenerarea a fost realizata printr-un ciclu intre o substanta si segregate de Pd intr-un cristal de perovschit fara un tratament auxiliar. Pentru ca atomii de Pd se misca inainte si inapoi in interiorul ( ca cationilor de paladiu in lanturi) si in exteriorul ( ca nanoparticulele de paladiu) cristalelor de perovschit in sincronizare cu fluctuatiile intre atmosferele reductive si oxidative (redox) care apar in evacuarea de gaze. Ca rezultat a ciclului de reactii redox, cresterea nanoparticulelor de Pd poate fi suprimata pe intreaga viata a unui autovehicul. Acesta functie de autoregenerare ofera un instrument nou si folositor pentru dezvoltarea viitorilor catalizatori auto. Mecanismul functiei de autoregenerare este descries si este aratat prin analiza spectometrica cu absorbtie a razelor x “ex situ” si “in situ” ca functia de autoregenerare se realizeaza la viteza extreme de mare la o temperatura rridicata. In plus, solutiile tehnice pentru depasirea punctelor nevralgice in compozzitia acestui catalizator este descrisa mai departe.

Introducere

Catalizatorul care nu are varsta a fost dintotdeauna visul inginerilor din industria autovehiculelor. In acest articol, planul de realizare a catalizatorului inteligent este descries [1-5]. Acest catalizator are capacitatea de a-si recastiga activitatea catalitica fara nici o interferenta din afara. Din punct de vedere al materialelor inteligente, inteligenta unui catalizator poate fi definite ca abilitatea acestuia de a mentine o performanta ridicata prin adaptibilitatea propriei structure, ca raspuns la modificarile din mediu.

Rolul important al catalizatorilor auto cu “trei iesiri” este recunoscut la scara larga pentru emisia concomitenta a trei gaze cu efect nociv: monoxidul de carbon (CO), oxizii de azot (NOx) si hidrocarburi. Conventionalul catalizator cu de tip “trei iesiri” este constituit din particule fine de metale pretioase dispersate pe un suport ceramic; cu toate acestea, activitatea catalizatorului poate duce la deteriorare ca urmare a aglomerarii si cresterii particulelor de metale pretioase dea lungul duratei de utilizare. Se essential sa aiba loc suprimarea acestei cresteri a particulelor metalelo pretioase pentru a obtine o inalta performanta si pentru a realize conservarea metalelor pretioase.

Catalizatorul inteligent Pd-perovschit care a fost dezvolatat are o durabilitate mult imbunatatita ca rezultat a functiei de autoregenerare a nanoparticulelor de Pd. A fost confirmat faptul ca activitatea catalitica poate fi mentinuta chiar si atunci cand cantitatea de metale prectioasa este redusa cu 70-90 de procente din cantitatea initiala. Un vehicul echipat cu catalizatorul inteligent a fost lansat pe piata si a reusit sa obtina titlul de “ vehicul cu emisii foarte scazute” (ULEV) in anul 2002. Si mai mult, catalizatorul inteligent a mai reusit sa obtina un alt titlu si mai important in anul 2004 si anume “super-ultra-low-emission vehicle” (SULEV) cea ce reprezinta trecerea la alt nivel. Productia de vehicule echipate cu catalizator inteligent a ajuns la un numar de 1 milion de unitati produce in Ianuarie 2005. Prin intermediul acestei noi tehnologii nu numai ca a devenit posibila reducerea drastica in costul de fabricatie a catalizatorilor dar in acelasi timp tehnologia a rezolvat problema cererii mari de metale pretioase care afectau alte industrii.

Catalizatorul inteligent atrage acum atentia lumii intrgi si adduce un nou concept pentru dezvoltarea viitoare a catalizatorilor auto. Aici sunt descries: baza dezvoltarii catalizatorului, detaliile tehnice, problemele din aplicatiile practice si solutiile acestora dar si proiecte de viitor.

Baza studiului

1. Scopul studiului

Legislatia referitoare la emisiile de gaze auto devin din ce in ce mai aspre pe intreg mapamondul. Guvernul japonez a introdus standard admisibile in cazul emisiilor sub numele de ULEV si SULEV care implica o reducere cu 50% si respective 75% a emisiilor de oxizi de azot dar si de hidrocarburi. Guvernul japonez a oferit o scutire de taxe pentru respectarea acestor norme pentru ca acest lucru sa duca la aparitia pe piata a vehiculelor cu emisii mult diminuate.

Din ce in ce mai multe metale pretioase trebuiau utilizate pentru indeplinirea acestor standarde cand erau utilizati catalizatori conventionali. Aceasta crestere dramatica a utilizarii metalelor pretioase era un rezultat al inaspririi reglementarilor mondeale referitoare la emisii si necesita o noua tehnologie care sa resolve aceasta problema. Astfel ca dezvoltarea catalizatorului inteligent a venit ca un raspuns pentru rezolvarea acestei probleme.