他们发射
氮氧化物在高温燃烧过程中。氮氧化物与大气中的其他化合物发生反应,形成有害的臭氧和细颗粒物,从而加重我们的肺部负担并导致长期的健康问题。
幸运的是,加州大学河滨分校的科学家们发现了一种低成本方法,可以通过提高氢发动机的效率来显着减少氢发动机的污染。催化转化器。
据报道在日记中自然通讯研究人员发现,在催化转化器中注入铂和一种称为 Y 沸石的高度多孔材料,可以大大增强氮氧化物和氢气之间的反应,将其转化为无害的氮气和水蒸气。
研究发现,与没有沸石的催化转化器相比,在发动机温度为250摄氏度时,转化为无害物质的氮氧化物的数量增加了四到五倍。该系统在较低温度下特别有效,这对于减少发动机首次启动且仍相对较冷时的污染至关重要。
更重要的是,该技术还可以减少污染柴油发动机通讯作者、化学与工程学院副教授刘福东解释说,配备了氢气喷射系统。环境工程加州大学河滨分校伯恩斯工程学院。氢气喷射类似于大型柴油卡车选择性催化还原系统中使用的喷射系统。
沸石是低成本材料,具有明确的晶体结构,主要由硅、铝和氧原子组成。它们的大表面积和均匀孔隙和通道的三维笼状框架可以更有效地分解污染物。
通过将铂与 Y 沸石(一种来自更广泛的沸石化合物家族的合成类型)进行物理混合,研究人员创建了一个系统,可以有效捕获氢气燃烧过程中产生的水。这种富含水的环境促进氢的活化,这是提高氮还原效率的关键。
该研究的主要作者、加州大学河滨分校的研究科学家谢少华解释说,沸石本身并不是催化剂。相反,它通过创造富含水的环境来增强铂催化剂的有效性。刘丽萍,博士弗吉尼亚理工大学的学生和副教授辛洪亮通过新催化剂系统的理论建模进一步验证了这一概念。
“这个概念也适用于其他类型的沸石,”谢补充道。“这是一项通用策略。”
刘强调,污染减排方法比较简单。
“我们不需要使用复杂的化学或其他物理过程,”刘说。“我们只需将两种材料(铂和沸石)混合在一起,进行反应,然后我们就会看到活性和选择性的改善。”
UCR 的 Liu、Xie 和 Kailong Ye 混合铂和 Y 粉末沸石并将其提供给位于新泽西州艾斯林的巴斯夫环境催化剂和金属解决方案 (ECMS) 的合作科学家李跃进。该粉末与粘合化合物一起制成浓稠的液体浆料,并应用于原型催化转化器内的蜂窝结构。来自纽约厄普顿布鲁克海文国家实验室国家同步加速器光源 II(NSLS-II)的科学家也是合作者。
更多信息:Shaohua Xie 等人,沸石促进的铂催化剂,用于用氢有效还原氮氧化物,自然通讯(2024)。DOI:10.1038/s41467-024-52382-7
引文:科学家提高催化转化器效率以减少氢发动机的有害污染(2024 年 10 月 10 日)检索日期:2024 年 10 月 10 日来自 https://techxplore.com/news/2024-10-scientists-chemistry-efficiency-pollution-Hydrogen.html
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