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受金星大气启发英国研发高效催化转化器降低车辆有毒排放

2021-03-11 16:53 作者: 来源: 本站 浏览: 20次 字号:

摘要:    盖世汽车讯 据外媒报道,英国利兹大学(the University of Leeds)的科学家们正在研究金星大气中的气体,以研发出新一代成本更低、效率更高的催化转化器。根据研究成果,研究人员们打造了一种合成化合物,可用于降低柴油机尾气中一氧化碳(CO)和...

  

盖世汽车讯 据外媒报道,英国利兹大学(the University of Leeds)的科学家们正在研究金星大气中的气体,以研发出新一代成本更低、效率更高的催化转化器。根据研究成果,研究人员们打造了一种合成化合物,可用于降低柴油机尾气中一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)等有毒气体排放量。

  

  

路上的车辆(图片来源:利兹大学)

  

汽车尾气会导致城镇内的空气质量很差,最近,英国公共卫生部(Public Health England)的一份报告预计,每年都有2。8万至3。6万人因长期暴露在空气污染中而死亡。

  

大多数内燃机的排气管都配备了催化转化器,可使用催化剂,促进废气发生化学变化,从而降低有毒气体和污染物的排放量。就柴油发动机而言,就是将一氧化碳和氮氧化物转化成危害更小的排放物。目前,全球都在针对柴油发动机加紧立法。

  

不过,目前的技术还有很多局限性。很多系统都采用昂贵的铂族金属,除非发动机很热,高达150度时,否则催化剂和转化器并不会总是有效。因此,在城市区域中,由于汽车移动速度慢,有时还会处于静止状况,或者发动机刚刚启动时,催化剂和转化器根本不会工作。

  

为此,利兹大学的研究人员展示了一款新技术,该技术在温度较低时仍然有效。研究人员在研究了金星大气中二氧化碳行为的基本问题后,开始研究上述想法。

  

  

金星图片(图片来源:NASA)

  

考虑到金星离太阳很近,研究人员想知道,为何金星大气中的二氧化碳含量很高。根据光化学原理,二氧化碳可以分解为一氧化碳和氧气。该项目负责人、利兹大学化学学院研究员Alexander James博士表示,一定还有另一个过程在将一氧化碳和氧气转化为二氧化碳。

  

该研究小组将注意力集中在金星大气中的一种陨石物质——铁硅酸盐所起的作用上,最后得出结论,铁硅酸盐一定起到了催化剂的作用,能够将一氧化碳和氧气原子重新结合。对于催化转化器而言,利用一氧化碳和氧气打造二氧化碳的工艺是其关键功能之一。

  

不过,利兹大学研究团队想知道是否可以更进一步,是否可以基于铁硅酸盐制成合成材料,其中铁硅酸盐作为催化剂,将氮氧化物转化为氮气和氧气。在科学技术设施委员会(the Science and Technologies Facilities Council)的资助下,科学家们研发了一种概念验证合成化合物。目前,科学家们正在研究方法,以量产该化合物。

  

James博士表示:“我们发现,我们研究的合成材料可作为高效催化剂,实现一氧化碳氧化和氮氧化物还原。目前,市场迫切需要改变催化转化器所使用的技术,以更好地降低有害排放、降低生产成本。尽管到2030年,一些国家可能会停止出售新款柴油车,但在此之后的很长一段时间内,柴油发动机仍将继续使用。公交车、火车、轮船等交通工具也会使用柴油发动机,微型电网发电应用也会将柴油发动机作为备用电源,因此,仍需要高效的催化转化器技术。”

  

目前,利兹大学已经为该款合成化合物申请了专利,研究人员还在与该大学商业化团队合作,以研发技术,可以将该化合物授权给工业使用。