scientists cut harmful pollution from hydrogen engines
物理混合 Pt/TiO 的影響2H 上帶有 Y 沸石2-SCR效能。一個x轉換,並且()N2H 的選擇性2-SCR反應;c無選擇性轉化(IE., NO與H反應2或O2)在H中2-Pt/TiO 上的 SCR 反應2和鉑/二氧化鈦2—+—Y催化劑(詳細計算請參閱方法部分);dN 之間的相關性2選擇性和NOxH 中的轉換2-Pt/TiO 上的 SCR 反應2, 鉑/二氧化鈦2 + TiO2, 和 Pt/TiO2—+—Y催化劑。反應條件:26mg Pt/TiO2催化劑,或含有 26 mg Pt/TiO 的物理混合物2和 26mg Y 或 TiO2;穩態測試;500ppm NO、1% H2, 10% O2, 5% CO2和 5% H2哦;重量時空速度(WHSV)≤=≤461,540≤mL·g鉑/二氧化鈦Ø1Ø1信用:自然通訊(2024)。DOI:10.1038/s41467-024-52382-7氫燃燒內燃機在應對氣候變遷方面提供了巨大的前景,因為它們功能強大,且不會排放任何導致地球變暖的碳。它們可以為重型卡車和巴士提供動力,適用於越野和農業設備以及備用發電機,為柴油引擎提供更清潔的替代品。但它們並不完全乾淨。

他們發射

氮氧化物氮氧化物與大氣中的其他化合物反應,形成有害的臭氧和細懸浮微粒,加重我們的肺部負擔並導致長期的健康問題。

幸運的是,加州大學河濱分校的科學家發現了一種低成本方法,可以透過提高氫發動機的效率來顯著減少氫發動機的污染。

據報道在日記中自然通訊研究人員發現,在催化轉換器中註入鉑和一種稱為 Y 沸石的高度多孔材料,可以大大增強氮氧化物和氫氣之間的反應,將其轉化為無害的氮氣和水蒸氣。

研究發現,與沒有沸石的催化轉換器相比,在引擎溫度為攝氏250度時,轉化為無害物質的氮氧化物的數量增加了四到五倍。該系統在較低溫度下特別有效,這對於減少引擎首次啟動且仍相對較冷時的污染至關重要。

更重要的是,該技術還可以減少污染通訊作者、化學與工程學院副教授劉福東解釋說,配備了氫氣噴射系統。加州大學河濱分校伯恩斯工程學院。氫氣噴射類似於大型柴油卡車選擇性催化還原系統中使用的噴射系統。

沸石是一種低成本材料,具有明確的晶體結構,主要由矽、鋁和氧原子組成。它們的大表面積和均勻孔隙和通道的三維籠狀框架可以更有效地分解污染物。

透過將鉑與 Y 沸石(一種來自更廣泛的沸石化合物家族的合成類型)進行物理混合,研究人員創建了一個系統,可以有效捕獲氫氣燃燒過程中產生的水。這種富含水的環境促進氫的活化,這是提高氮還原效率的關鍵。

該研究的主要作者、加州大學河濱分校的研究科學家謝少華解釋說,沸石本身並不是催化劑。相反,它透過創造富含水的環境來增強鉑催化劑的有效性。劉麗萍,博士維吉尼亞理工大學的學生和副教授辛洪亮透過新催化劑系統的理論建模進一步驗證了這個概念。

「這個概念也適用於其他類型的沸石,」謝補充道。“這是一項通用策略。”

劉強調,污染減量方法比較簡單。

「我們不需要使用複雜的化學或其他物理過程,」劉說。“我們只需將兩種材料(鉑和沸石)混合在一起,進行反應,然後我們就會看到活性和選擇性的改善。”

UCR 的 Liu、Xie 和 Kailong Ye 混合鉑和 Y 粉末並將其提供給位於新澤西州艾斯林的巴斯夫環境催化劑和金屬解決方案 (ECMS) 的合作科學家李躍進。該粉末與黏合化合物一起製成濃稠的液體漿料,並應用於原型催化轉換器內的蜂巢結構。來自紐約厄普頓布魯克海文國家實驗室國家同步加速器光源 II(NSLS-II)的科學家也是合作者。

更多資訊:Shaohua Xie 等人,沸石促進的鉑催化劑,用於用氫有效還原氮氧化物,自然通訊(2024)。DOI:10.1038/s41467-024-52382-7

引文:科學家提高催化轉換器效率以減少氫發動機的有害污染(2024 年 10 月 10 日)檢索日期:2024 年 10 月 10 日來自 https://techxplore.com/news/2024-10-scientists-chemistry-efficiency-pollution-Hydrogen.html

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