Выяснена причина отравления катализаторов в дизельных двигателях

Исследователи из Сингапура и Швеции обнаружили в выхлопных газах автомобилей соединения, которые отравляют катализаторы дизельных двигателей. Результаты своего исследования ученые представили в журнале Applied Catalysis B: Environmental.

Сегодня в дизельных двигателях для снижения выбросов оксидов азота используются катализаторы на основе цеолитов. Чаще всего применяются материалы на основе минерала шабазита, допированные атомами меди. Однако более ранние исследования показали, что эффективность таких катализаторов снижается под действием оксидов серы, которые также присутствуют в выхлопе дизельных установок. При этом катализаторы отравляются и перестают работать на нужном уровне эффективности, пропуская в атмосферу вредные оксиды азота.

В новом исследовании ученые из колледжа при Йельском университете и Национального университета Сингапура совместно со шведскими коллегами обнаружили, что на эффективность катализаторов в дизельных двигателях наибольшее влияние оказывает наличие гидросульфатов в выхлопных газах. Понимание механизма воздействия на катализаторы в дизельных двигателях оксидов серы, присутствующих в выхлопных газах, позволит разработать более эффективные катализаторы, которые могли бы уменьшить выбросы оксидов азота из дизельных двигателей.

Чтобы понять этот механизм, авторы новой работы проанализировали чистые и отравленные медные катализаторы с помощью рентгеновской абсорбционной спектроскопии. Полученные и эталонные спектры ученые обработали с помощью расчетов по теории функционала плотности. Благодаря этому исследователи смогли обнаружить в отравленных катализаторах соединения, которые с большей вероятностью уменьшают их эффективность. Ими оказались гидроксид-сульфаты меди различных модификаций.

Также исследователи выяснили, что нагрев отравленного катализатора в потоке водорода и гелия приводит к его частичному восстановлению и улучшению эффективности. Результаты работы помогут улучшить материалы с каталитической активностью для дизельных двигателей, увеличив срок их службы и эффективность «обезвреживания» выхлопных газов автомобилей.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.