Indiana 18. augusta 2017 (HSP/Foto: TASR/AP- Michael Probst)
Výskumníci objavili nový reakčný mechanizmus, ktorý by mohol byť použitý na zlepšenie katalyzátorov s cieľom ďalšieho zníženia emisií oxidov dusíka spôsobujúcich smog z výfukových plynov nafty
“Kľúčovou výzvou pri znižovaní emisií je to, že sa môžu vyskytnúť vo veľmi širokom rozsahu prevádzkových podmienok, a to najmä pri výfukových teplotách,” vraví Rajamani Gounder, docent chemického inžinierstva na Purdue University. “Snáď najväčšia výzva súvisí so znížením emisií NOx pri nízkych teplotách výfukových plynov, napríklad pri štarte za studena alebo pri preťaženej premávke v meste.”
No očakáva sa, že v budúcnosti budú vozidlá prirodzene fungovať pri nižších teplotách stále, pretože budú efektívnejšie, “takže budeme potrebovať katalyzátory, ktoré budú mať lepšie vlastnosti nielen v istých situáciách, ale aj počas udržiavaných nižších výfukových teplotách”, vysvetľuje Gounder.
Jeho tím výskumníkov objavil podstatnú vlastnosť katalyzátora, aby dokázal konvertovať oxidy dusíka. Ich štúdia zverejnená v online vydaní časopisu Science sa objaví aj v jeho tlačovej podobe.
“Výsledky ukazujú na predtým nerozpoznaný katalytický mechanizmus a tiež poukazujú na nové smery v objavovaní lepších katalyzátorov. Toto je reakcia veľkého environmentálneho významu používaného na čistenie výfukových plynov,” konštatuje William Schneider, profesor inžinierstva na univerzite v Notre Dame, ktorá vo výskume spolupracovala s Purdue University za spolufinancovania spoločnosti Cummins Inc., výrobcu dieselových motorov.
Ide o typ katalyzátora zeolitického charakteru. Zeolity majú kryštalickú štruktúru obsahujúcu malé póry s priemerom približne 1 nanometer, ktoré sú naplnené aktívnymi miestami atómov medi. V nových zisteniach výskumníci zistili, že amoniak vo výfukovom plyne spôsobí prenos iónov medi do pórov, kde sa navzájom spoja a vykonajú katalytickú činnosť. Tieto komplexy medi a amoniaku urýchľujú kritickú reakciu kyslíkových molekúl, ktorá v súčasnosti vyžaduje účinnú výfukovú teplotu okolo 200 stupňov Celzia, no výskumníci sa snažia znížiť túto teplotu na približne 150 stupňov Celzia.
“Dôvod, prečo táto chemická činnosť funguje, je to, že jednotlivé izolované medené miesta sa spoja a pracujú v tandeme, aby vykonali ťažké kroky v reakčnom mechanizme,” vysvetľuje Gounder. “Je to dynamický proces zahŕňajúci jednotlivé medené miesta, ktoré sa stretávajú, aby vytvorili páry počas reakcie na aktiváciu molekúl kyslíka, a po skončení reakcie sa vrátili do izolovaných miest.” Nižšie emisie oxidov dusíka pri menších teplotách sa dosiahnu priestorovým rozdelením iónov medi.
Hoci sa projekt zameriava na aplikácie na zníženie znečistenia na cestách, najväčší podiel na trhu so zeolitovými katalyzátormi je v ropných rafinériách, kde sa používajú na “prečistenie” hmoty. Tento objav má dôsledky aj na “heterogénnu katalýzu”, ktorá je široko používaná v priemysle a takto prebieha väčšina katalytických procesov.
11.6°C
Piatok 
Pondelok 
12.2°C
Piatok 
.jpg)
.jpg)
