新型催化剂积极应对现代发动机清洁排气的挑战

【概要】华盛顿大学的研究人员已经创造出一种催化剂，该催化剂能够在先进发动机的较低温度下减少污染物，并创造性地降低铂金和昂贵催化转换器组件的使用量。

【图注】华盛顿大学，PNNL和新墨西哥大学的研究人员已经开发了一种更好的催化剂转化器，将汽车污染物转化为良性产物氮，二氧化碳和水。在工作发动机的高排气温度下，氧化铈表面上负载铂单原子的催化剂是非常稳定的，但在当今更高效的发动机较低“冷启动”温度下却异常活跃。

随着汽车燃油效率的提高，废气中的热量损失越来越少，这使得排放污染物的处理难度也越来越大。华盛顿州立大学，西北太平洋国家实验室和新墨西哥大学的研究人员已经创造出了此种催化剂。他们发表的一篇文章提出了一种新的方法来创造更强大的催化剂，同时使降低铂的使用量，控制催化剂中的昂贵组分。

自20世纪70年代中期以来，催化剂一直是柴油发动机和汽油发动机的组成部分，当时联邦法规开始要求减少一氧化碳，碳氢化合物和氮氧化物。催化转化器可将污染物转化为良性气体，如氮气，二氧化碳和水。

在发动机的高负荷下发动机所排气体的温度高达750摄氏度（约1,500华氏度），一种高温稳定的催化剂是研究人员所面临的艰巨挑战。当发动机冷启动时，催化剂仍然工作，并且必须在达到150摄氏度之前清理排气，这比现有系统低100多摄氏度。

新墨西哥大学化学与生物工程系和研究学院的杰出教授Abhaya Datye说：“由于先进的内燃机提高了燃料效率，所以冷启动时具有较低的工作温度，因此尾气排放的能量较少。”Datye 研究小组发现了一种新的方法来获得并稳定氧化铈表面上的单个铂原子，氧化铈是排放控制催化剂中的成分。即单原子催化剂更高效地使用铂，同时在高温下保持稳定。

Datye 说：“我们能够应对高温稳定性和低温活性的挑战。”在他们的最新研究中，研究人员在750摄氏度，接近1400华氏度的蒸汽下处理催化剂，发现已经稳定的催化剂在低冷启动温度下变得非常活跃。

原文链接：New catalyst meets challenge of cleaning exhaust from modern engines

本文由材料人编辑部李妹编辑，点我加入材料人编辑部。

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