彼らは発する

窒素酸化物高温の燃焼プロセス中。窒素酸化物は大気中の他の化合物と反応して有害なオゾンや微粒子物質を形成し、肺を悪化させ、長期的な健康上の問題を引き起こします。

幸いなことに、カリフォルニア大学リバーサイド校の科学者たちは、水素エンジンの効率を向上させることで、この汚染を大幅に軽減する低コストの方法を発見しました。触媒コンバーター。

報告どおり日記でネイチャーコミュニケーションズ研究者らは、Yゼオライトと呼ばれる高多孔質材料を触媒コンバーターにプラチナを注入すると、窒素酸化物と水素の反応が大幅に促進され、それらが無害な窒素ガスと水蒸気に変換されることを発見しました。

ゼオライトを含まない触媒コンバーターと比較して、無害な物質に変換される窒素酸化物の量は、摂氏250度のエンジン温度で4～5倍増加したことが研究で判明した。このシステムは低温で特に効果的であり、これはエンジンが最初に始動し、まだ比較的温度が低いときに汚染を軽減するために重要です。

さらに、この技術は次のような汚染も減らすことができます。ディーゼルエンジン水素注入システムが装備されている、と責任著者で化学・化学准教授のFudong Liu氏は説明した。環境工学UCRのボーンズ工学大学にて。水素注入は、大型ディーゼルトラック用の選択的触媒還元システムで使用される注入システムに似ています。

ゼオライトは、主にシリコン、アルミニウム、酸素原子で構成される明確な結晶構造を備えた低コストの材料です。その大きな表面積と、均一な細孔とチャネルからなる三次元のケージ状のフレームワークにより、汚染物質のより効率的な分解が可能になります。

研究者らは、白金を Y ゼオライト (ゼオライト化合物の幅広いファミリーの合成タイプ) と物理的に混合することにより、水素燃焼プロセス中に生成される水を効果的に捕捉するシステムを作成しました。この水分が豊富な環境は、窒素還元効率を向上させる鍵となる水素の活性化を促進します。

UCRの研究科学者であり、この研究の筆頭著者であるShaohua Xie氏は、ゼオライト自体は触媒ではないと説明した。その代わりに、水分が豊富な環境を作り出すことでプラチナ触媒の効果を高めます。Liping Liu 博士バージニア工科大学の学生で准教授のHongliang Xin氏は、新しい触媒システムの理論モデリングを通じてこの概念をさらに検証しました。

「この概念は他のタイプのゼオライトにも適用できます」とXie氏は付け加えた。「それは普遍的な戦略です。」

劉氏は、汚染削減方法は比較的簡単だと強調した。

「複雑な化学プロセスやその他の物理プロセスを使用する必要はありません」とリュー氏は言う。「白金とゼオライトという 2 つの材料を混合し、反応を実行するだけで、活性と選択性が向上することがわかります。」

UCRのLiu、Xie、Kailong YeのプラチナとYの混合粉末ゼオライトそしてそれらを、ニュージャージー州アイセリンにあるBASF環境触媒金属ソリューション（ECMS）の共同研究者であるユエジン・リー氏に提供しました。この粉末を結合化合物を含む濃厚な液体スラリーにし、プロトタイプの触媒コンバーター内のハニカム構造に塗布しました。ニューヨーク州アプトンにあるブルックヘブン国立研究所の国立シンクロトロン光源 II (NSLS-II) の科学者も協力者でした。