Nola funtzionatzen du automobilgintzako katalizatzaile batek?

Barne-errekuntzako motor baten funtzionamenduan, ihes-gasak isurtzen dira atmosferara, airearen kutsaduraren arrazoi nagusietako bat ez ezik, gaixotasun askoren eragileetako bat ere badira.

Ibilgailuen ihes-sistemetatik ateratzen diren gas horiek elementu oso kaltegarriak dituzte. Horregatik, auto modernoek ihes-sistema berezia dute eta katalizatzaile bat beti dago.

Bihurgailu katalitikoak ihes-gasetako molekula kaltegarriak suntsitzen ditu eta jendearentzat eta ingurumenarentzat ahalik eta seguruenak bihurtzen ditu.

Zer da katalizatzaile bat?

Bihurgailu katalizatzailea automobilen motorren ihes-gasen isuri kaltegarriak murriztea duen gailu mota da. Katalizatzaileen egitura erraza da. Auto baten ihes sisteman instalatutako metalezko edukiontzia da.

Tankean bi hodi daude. Bihurgailuaren "sarrera" motorrari konektatzen zaio, eta ihes gasak bertatik sartzen dira, eta "irteera" ibilgailuaren ihes sistemaren erresonagailura konektatzen da.

Motorraren ihes-gasa katalizatzailean sartzen denean, erreakzio kimikoak gertatzen dira. Gas kaltegarriak suntsitzen dituzte eta ingurumenera isuri daitezkeen kalterik gabeko gasak bihurtzen dituzte.

Zein dira bihurgailu katalitikoaren elementuak?

Automobil bihurgailu katalitiko batek nola funtzionatzen duen argiago ikusteko, azter dezagun zein diren bere elementu nagusiak. Xehetasunetan sartu gabe, eraikitako elementu nagusiak soilik zerrendatzen ditugu.

laguntza

Substratua katalizatzailearen barne-egitura da, zeinaren gainean katalizatzailea eta metal preziatuak estaltzen diren. Hainbat substratu mota daude. Haien desberdintasun nagusia materiala zein materiala da. Gehienetan, bere gainazaleko partikula aktiboak egonkortzen dituen substantzia geldoa da.

Estaldura

Katalizatzaile aktiboaren materiala normalean alumina eta zerioa, zirkonioa, nikela, barioa, lantanoa eta beste zenbait konposatuz osatuta dago. Estalduraren helburua substratuaren gainazal fisikoa zabaltzea da eta metal preziatuak metatzeko oinarri gisa balio izatea.

Metal preziatuak

Bihurgailu katalitikoan dauden metal preziatuek erreakzio katalitiko oso garrantzitsua burutzeko balio dute. Gehien erabiltzen diren metal preziatuak platinoa, paladioa eta rodioa dira, baina azken urteotan fabrikatzaile ugari hasi dira urrea erabiltzen.

etxebizitzak

Etxebizitza gailuaren kanpoko zorroa da eta substratua eta katalizatzailearen beste elementu batzuk ditu. Gehienetan kaxa eginda dagoen materiala altzairu herdoilgaitza da.

hodiak

Hodiek ibilgailuaren bihurgailu katalizatzailea ibilgailuaren ihes-sistema eta motorrera konektatzen dute. Altzairu herdoilgaitzez eginda daude.

Nola funtzionatzen du automobilgintzako katalizatzaile batek?

Barne-errekuntzako motor baten funtzionamendurako, garrantzitsua da aire-erregaiaren nahastearen errekuntza-prozesu egonkorra burutzea bere zilindroetan. Prozesu horretan gas kaltegarriak sortzen dira, hala nola karbono monoxidoa, nitrogeno oxidoak, hidrokarburoak eta beste.

Autoak ez badu bihurgailu katalitikorik, oso kaltegarriak diren gas horiek guztiak, motorretik ihes-kolektorera isuri ondoren, ihes-sistematik pasatuko dira eta zuzenean arnasten dugun airera joango dira.

Ibilgailuak bihurgailu katalitikoa baldin badu, ihes gasak motorretik isilera igaroko dira substratuaren abaraska bidez eta metal preziatuekin erreakzionatuko dute. Erreakzio kimiko baten ondorioz, substantzia kaltegarriak neutralizatu egiten dira, eta ihes-sistematik kalterik gabeko ihesak, batez ere karbono dioxidoa, sartzen dira ingurumenera.

Kimikako ikasgaietatik badakigu katalizatzailea erreakzio kimiko bat eragiten edo bizkortzen duen substantzia bat dela, eraginik gabe. Katalizatzaileek erreakzioetan parte hartzen dute baina ez dira ez erreaktiboak ez erreakzio katalitiko baten produktuak.

Katalizatzaile bateko gas kaltegarriak igarotzen diren bi etapa daude: murrizketa eta oxidazioa. Nola dabil?

Katalizatzailearen funtzionamendu-tenperatura 500 eta 1200 gradu Fahrenheit edo 250-300 gradu Celsius izatera iristen denean, bi gauza gertatzen dira: murrizketa eta horren ondoren oxidazio erreakzioa. Pixka bat konplikatua dirudi, baina benetan esan nahi du substantziaren molekulak elektroiak galtzen eta irabazten ari direla aldi berean eta horrek egitura aldatzen duela.

Katalizatzailean gertatzen den murrizketa (oxigenoaren hartzea) oxido nitrikoa ingurumena errespetatzen duen gas bihurtzera bideratuta dago.

Nola funtzionatzen du automobilgintzako katalizatzaile batek berreskurapen fasean?

Auto baten ihes-gasen oxido nitrosoa katalizatzailean sartzen denean, bertako platinoa eta rodioa nitrogeno oxidoaren molekulen deskonposizioan jarduten hasiko dira, gas kaltegarria guztiz kaltegabea bihurtuz.

Zer gertatzen da oxidazio fasean?

Katalizatzailean gertatzen den bigarren etapari oxidazio erreakzioa deritzo, erre gabeko hidrokarburoak karbono dioxido eta ura bihurtzen baitira oxigenoarekin nahastuz (oxidazioa).

Katalizatzailean gertatzen diren erreakzioek ihes-gasen konposizio kimikoa aldatzen dute, eta haiek egindako atomoaren egitura aldatzen dute. Gas kaltegarrien molekulak motorretik katalizatzailera igarotzen direnean, atomoetan zatitzen ditu. Atomoak, berriz, molekula bihurtzen dira, nahiko kaltegarriak diren substantzietan, hala nola karbono dioxidoa, nitrogeno eta ura, eta ingurumenera isurtzen dira ihes-sistemaren bidez.

Gasolinazko motoreetan erabiltzen diren bihurgailu katalitikoen mota nagusiak bi dira: bi noranzkoak eta hiru noranzkoak.

Aldebiko

Horma bikoitzeko (alde biko) katalizatzaile batek aldi berean bi zeregin betetzen ditu: karbono monoxidoa karbono dioxido bihurtzea eta hidrokarburoak (erre gabeko edo partzialki erretako erregaia) karbono dioxido eta ura bihurtzea.

Automobilgintzako katalizatzaile mota hau diesel eta gasolina motorretan erabili zen 1981. urtera arte hidrokarburoen eta karbono monoxidoaren isuri kaltegarriak murrizteko, baina nitrogeno oxidoak ezin zituenez bihurtu, 81. urtearen ondoren hiru noranzko katalizatzaileekin ordezkatu zen.

Hiru bideko redox bihurgailu katalizatzailea

Automobilgintzako katalizatzaile mota hau, gertatu zen bezala, 1981ean sartu zen eta gaur egun auto moderno guztietan instalatuta dago. Hiru bideko katalizatzaileak hiru zeregin egiten ditu aldi berean:

• oxido nitrikoa nitrogeno eta oxigeno bihurtzen du;
• karbono monoxidoa karbono dioxido bihurtzen du;
• erre gabeko hidrokarburoak karbono dioxido eta ura oxidatzen ditu.

Bihurgailu katalitiko mota honek katalisiaren murrizketa eta oxidazio urratsak egiten dituenez, %98ko eraginkortasunarekin betetzen du bere zeregina. Horrek esan nahi du zure autoa halako bihurgailu katalitiko batekin hornituta badago, ez duela ingurumena kutsatuko emisio kaltegarriekin.

Motor dieseletan katalizatzaile motak

Diesel ibilgailuentzat, duela gutxi arte, bihurgailu katalitiko erabilienetako bat Diesel Oxidazio Katalizatzailea (DOC) zen. Katalizatzaile honek oxigenoa ihes-korrontean erabiltzen du karbono monoxidoa karbono dioxido bihurtzeko eta hidrokarburoak ur eta karbono dioxido bihurtzeko. Zoritxarrez, katalizatzaile mota hau% 90 baino ez da eraginkorra eta diesel usaina ezabatzea eta ikusgai dauden partikulak murriztea lortzen du, baina ez da eraginkorra NO x emisioak murrizteko.

Diesel motorrek partikula (kedarra) maila nahiko altuak dituzten gasak isurtzen dituzte, karbono elementala batez ere osatzen dutenak, eta DOC katalizatzaileek aurre egin ezin dietenez, partikulak partikula-iragazkiak (DPF) deiturikoak erabiliz kendu behar dira.

Nola mantentzen dira katalizatzaileak?

Katalizatzailearekin arazoak ekiditeko, garrantzitsua da hau jakitea:

• Katalizatzaileen batez besteko bizitza 160000 km ingurukoa da. Distantzia hori egin ondoren, transduktorea ordezkatzea pentsatu behar duzu.
• Ibilgailua bihurgailu katalitiko batekin hornituta badago, ez duzu berunezko erregairik erabili behar, katalizatzailearen eraginkortasuna murrizten baitu. Kasu honetan erregai egoki bakarra berunik gabekoa da.

Zalantzarik gabe, gailu hauek ingurumenarentzat eta gure osasunarentzat dituzten onurak izugarriak dira, baina haien onurez gain, eragozpenak ere badituzte.

Desabantaila handienetako bat tenperatura altuetan bakarrik lan egiten dutela da. Beste modu batera esanda, autoa martxan jartzen duzunean, bihurgailu katalitikoak ez du ia ezer egiten ihes-isuriak murrizteko.

Ihes-gasak 250-300 gradu Celsius-era berotu ondoren bakarrik hasten da funtzionatzen. Horregatik, zenbait fabrikatzailek arazo horri aurre egiteko neurriak hartu dituzte katalizatzailea motorra hurbilduz, alde batetik, gailuaren errendimendua hobetzen du, baina bere bizitza iraupena laburtzen du, motorrarekiko hurbiltasunak oso tenperatura altuak izaten dituelako.

Azken urteetan, bihurgailu katalitikoa bidaiariaren eserlekuaren azpian jartzea erabaki da, motorraren tenperatura altuak jasan gabe modu eraginkorragoan funtziona dezan.

Katalizatzaileen beste desabantaila maiz buxatzea eta tarta erretzea dira. Erregaia normalean bihurgailu katalitikoen elikaduran pizten den ihes-sisteman erre gabeko erregaiaren ondorioz gertatzen da. Gasolina eskasa edo desegokia, higadura normala, gidatzeko estiloa eta abarrengatik gertatzen da gehienetan.

Oso desabantaila txikiak dira automobilgintzako katalizatzaileak erabiltzeak dakartzan onura handien aurrean. Gailu horiei esker, autoen isuri kaltegarriak mugatuak dira.

Zenbait kritikariren ustez, karbono dioxidoa ere isuri kaltegarria da. Auto batean katalizatzailerik ez dela behar uste dute, halako isuriek berotegi efektua areagotzen dutelako. Izan ere, auto batek bihurgailu katalitikorik ez badu eta karbono monoxidoa airera isurtzen badu, oxido hori bera karbono dioxido bihurtuko da atmosferan.

Nork asmatu zuen katalizatzailea?

Katalizatzaileak 1970eko hamarkadaren amaieran arte masiboki agertu ez ziren arren, haien historia askoz lehenago hasi zen.

Katalizatzailearen aita Eugene Goudry ingeniari kimiko frantsesa da, 1954an bere asmakuntza patentatu zuen "Ihes bihurgailu katalitikoa" izenarekin.

Asmakizun honen aurretik, Goodryk pitzadura katalitikoa asmatu zuen, produktu kimiko organiko konplexu handiak kaltegabeko produktuetan bereizten direlarik. Gero erregai mota ezberdinekin esperimentatu zuen, bere helburua garbiagoa izatea zen.

Automobiletan katalizatzaileen benetako erabilera 1970eko hamarkadaren erdialdean gertatu zen, kalitate baxuko gasolinaren ihesetik beruna kentzea eskatzen zuten isuriak kontrolatzeko arau zorrotzagoak ezarri zirenean.

Galderak eta erantzunak:

Nola egiaztatu katalizatzaile baten presentzia auto batean? Horretarako, autoaren azpian begiratu besterik ez dago. Isilgailu nagusiaz eta silenciador txikiaz gain (ihes-sistemaren aurrealdean dagoen erresonatzailea), katalizatzailea beste bonbilla bat da.

Non dago katalizatzailea autoan? Katalizatzaileak tenperatura altuko baldintzetan funtzionatu behar duenez, ihes-kolektoretik ahalik eta hurbilen dago. Erresonagailuaren aurrean dago.

Zer da katalizatzailea auto batean? Bihurgailu katalitikoa da - ihes-sisteman bonbilla gehigarria. Zeramikazko materialaz beteta dago, eta horren abaraska metal preziatuz estalita dago.