Ο Johnson Matthey προωθεί τον έλεγχο των εκπομπών με την τεχνολογία καταλυτικού μετατροπέα

Στην σύγχρονη κοινωνία, τα αυτοκίνητα έχουν γίνει ένα απαραίτητο μέσο μεταφοράς.Τα οχήματα εκπέμπουν επίσης σημαντικά αέρια εξάτμισης που αποτελούν σοβαρές απειλές τόσο για το περιβάλλον όσο και για την ανθρώπινη υγεία.Οι εξατμίσεις αυτοκινήτων περιέχουν πολλαπλές επιβλαβείς ουσίες, συμπεριλαμβανομένου του μονοξειδίου του άνθρακα (CO), των υδρογονανθράκων (HC) και των οξειδίων του αζώτου (NOx),που όχι μόνο μολύνουν τον αέρα αλλά μπορούν επίσης να προκαλέσουν ασθένειες του αναπνευστικού.Για να μειωθούν αυτοί οι κίνδυνοι, οι καταλυτικοί μετατροπείς έχουν αναδειχθεί σε κρίσιμα συστατικά στα συστήματα καθαρισμού καυσαερίων οχημάτων.

Οι καταλυτικοί μετατροπείς, επίσης γνωστοί ως καταλυτικοί μετατροπείς, είναι συσκευές που εγκαταστάθηκαν στα συστήματα εξάτμισης των οχημάτων για τη μετατροπή των επιβλαβών αερίων σε σχετικά ακίνδυνες ουσίες όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO2),άζωτο (N2)Οι συσκευές αυτές χρησιμεύουν ως ισχυρά εμπόδια, μειώνοντας αποτελεσματικά τις περιβαλλοντικές και υγειονομικές επιπτώσεις των εκπομπών των οχημάτων, ενώ παράλληλα δημιουργούν καθαρότερα περιβάλλοντα αναπνοής.

Η Johnson Matthey είναι παγκόσμιος ηγέτης στην τεχνολογία καταλυτικού μετατροπέα με πλούσια ιστορία καινοτομίας.και διανέμει καταλύτες υψηλών επιδόσεων και άλλα ειδικά χημικά προϊόνταΓια τον έλεγχο των εκπομπών οχημάτων, η Johnson Matthey παρέχει προϊόντα και συστήματα καταλύτη υψηλής ποιότητας στους κατασκευαστές αυτοκινήτων σε όλο τον κόσμο,συμβάλλοντας στη βελτίωση της ποιότητας του αέρα.

Η αποτελεσματικότητα των καταλυτικών μετατροπών οφείλεται στους εσωτερικούς καταλύτες μετάλλων τους, ουσίες που επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις χωρίς να καταναλώνονται.παλλάδιο (Pd), και ροδίου (Rh), τα οποία παρουσιάζουν εξαιρετική καταλυτική δραστηριότητα, σταθερότητα και αντοχή στην μετατροπή των επιβλαβών συστατικών των καυσαερίων.

Η καταλυτική διαδικασία περιλαμβάνει τέσσερα βασικά βήματα:

• Απορρόφηση:Τα επιβλαβή μόρια αερίων προσκολλούνται στην επιφάνεια του καταλύτη.
• Ενεργοποίηση:Τα απορροφημένα μόρια γίνονται χημικά αντιδραστικά.
• Αντιδράσεις:Τα ενεργοποιημένα μόρια μετατρέπονται σε ακίνδυνες ενώσεις.
• Απορροφή:Οι προερχόμενες ενώσεις αποσυνδέονται, απελευθερώνοντας τον καταλύτη για νέες αντιδράσεις.

Χρησιμοποιούνται διαφορετικά συστήματα καταλύτη ανάλογα με τον τύπο του οχήματος και τη σύνθεση των καυσαερίων:

• Πλατίνας (Pt):Εξοχλείται στην οξείδωση CO και HC.
• Παλλάδιο (Pd):Οξυδονεί κυρίως HC.
• Ρώδιο (Rh):Ειδικεύεται στη μείωση των NOx.

Για τη μεγιστοποίηση της αποτελεσματικότητας, τα πολύτιμα μέταλλα διασκορπίζονται ως νανοσωματίδια σε κεραμικά ή μεταλλικά υποστρώματα μέλιτος.

Τα σύγχρονα οχήματα με βενζίνη χρησιμοποιούν κατά κύριο λόγο τριμερείς καταλύτες (TWC) που αντιμετωπίζουν ταυτόχρονα τρεις ρύπους:

• Οξείδωση του CO σε CO2
• Οξείδωση του HC σε CO2 και H2O
• Μείωση των NOx σε N2

Τα TWC χρησιμοποιούν πλατίνα, παλλάδιο και ρώδιο για να διευκολύνουν αυτές τις αντιδράσεις υπό τις βέλτιστες αναλογίες αέρα-καυσίμου (λ=1).

Τα φίλτρα σωματιδίων βενζίνης (GPF) που καλύπτονται με καταλύτες TWC σχηματίζουν TWF, τα οποία ελέγχουν τόσο τους αέρια ρύπους όσο και τα σωματιδιακά υλικά.

Οι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούν πολλούς εξειδικευμένους καταλύτες:

Οξειδώνει το CO και το HC ενώ μετατρέπει το NO σε NO2, επιτυγχάνοντας μείωση άνω του 90%.

Χρησιμοποιεί αμμωνία (NH3) για τη μείωση των NOx σε N2 και H2O, χρησιμοποιώντας συνήθως ζεολίτες χαλκού/σιδιού ή υλικά βανάδιου-τιτανίου.

Συλλέγει το NOx κατά την ψυχρή εκκίνηση πριν από την ενεργοποίηση των συστημάτων SCR, απελευθερώνοντάς το αργότερα για μείωση κατά τη διάρκεια κύκλων πλούσιας καύσης.

Απομακρύνει την περίσσεια NH3 από τα συστήματα SCR για την πρόληψη δευτερογενών εκπομπών.

Το CSF συνδυάζει το DPF με το DOC, ενώ το SCRF ενσωματώνει τη λειτουργία SCR με τη διήθηση σωματιδίων, εξαλείφοντας τα αυτόνομα DPF σε ορισμένες διαμορφώσεις.

Η παγκόσμια παραγωγή καταλυτικού μετατροπέα καταναλώνει περίπου 90 τόνους πλατίνας, 300 τόνους παλλάδιου και 30 τόνους ροδίου ετησίως, με το 30-50% να προέρχεται από την ανακύκλωση.Η Johnson Matthey διαδραματίζει διπλό ρόλο τόσο στην παραγωγή καταλύτες όσο και στην ανάκτηση πολύτιμων μετάλλων από τα χρησιμοποιημένα μετατροπείς, διύλιση αρκετού υλικού ετησίως για να παράγει εκατομμύρια νέες μονάδες.

Η ανάκτηση περιλαμβάνει:

1. Προεπεξεργασία
2. Εκχύλιση (διαλύση μετάλλων)
3. Εξόρυξη (μεταφορά διαλύματος)
4. Κατακράτηση (ανακύκλωση στερεών μετάλλων)
5. Επεξεργασία (καθαρισμό)

Αυτοί οι καταλύτες επιτυγχάνουν αποτελεσματικότητα μετατροπής άνω του 90% λόγω:

• Υψηλή δραστηριότητα:Επιταχύνετε αντιδράσεις μέσω μοναδικών ηλεκτρονικών δομών.
• Θερμική σταθερότητα:Διατηρεί τις επιδόσεις σε ακραίες θερμοκρασίες.
• Δυνατότητα:Αντιστέκεται σε μηχανική φθορά και χημική διάβρωση.

Η εταιρεία προωθεί την καινοτομία μέσω:

• Προηγμένες παρασκευές καταλύτη
• Βελτιώσεις υλικών υποστρώματος
• Οπτικοποιήσεις δομής μετατροπέα
• Βελτιώσεις του συστήματος ελέγχου των εκπομπών

Οι πρωτοβουλίες βιωσιμότητας της Johnson Matthey επικεντρώνονται στην ανάπτυξη καθαρότερων τεχνολογιών, μεγιστοποίηση της ανακύκλωσης μετάλλων, μείωση των εκπομπών παραγωγής,και προώθηση εναλλακτικών μεταφορών φιλικών προς το περιβάλλον.