کاتالیست خودرو چیست؟ برای پاسخ به این پرسش همراه ما باشید.به طور کلی مي توان عنوان نمود تمام خودروهای جهان به نوعی منبعی برای آلودگی و افزایش آلایندگی ها در محیط زیست مي باشد.
معمولا سازمان محیط زیست هر کشوری قوانین و آیین نامه هایی را تدوین و صادر مي کنند که مي تواند تا حدودی مشکلات مرتبط با آلایندگی های خودروها را برطرف کند تا شاخص آلایندگی هوا کاهش یابد.
در این قوانین وضع شده مقدار آلایندگی مجاز برای هر خودرو تعریف شده است و طبق قانون خودروهایی که این شرایط را نداشته باشند مجاز به پلاک گذاری نمي باشند.
شرکت ها و مهندسین خودروساز هم تلاش های زیادی در این مورد کرده اند و راه های گوناگونی را برای پیشگیری از انتشار آلاینده ها پیش بینی کرده اند.
یکی از وسایلی که خودروساز ها برای کاهش آلودگی در خودروها ابداع کرده اند، کاتالیزور خودرو نام دارد. دودهای خروجی خودرو قبل از خروج از اگزوز ، از کاتالیزور خودرو عبور مي کنند که به دنبال آن مقدار زیادی از آلودگی ها از آن دود حذف مي شود.
ساختار مبدل کاتالیستی
کاتالیزور خودرو یا همان مبدل های کاتالیستی خودرو از سه بخش مهم تشکیل شده اند: هسته کاتالیست، لایه اکسیدی و ماده کاتالیست سه قسمت مهم تشکیل دهنده این کاتالیزور ها مي باشند که در ادامه به طور خلاصه شرح داده مي شوند.
-هسته کاتالیست
در مبدل هایی که ویژه خودروها هستند، از برخی بستر های سراميکی مونولیتی با ساختار لانه زنبوری استفاده مي شود.
-لایه اکسیدی
در حقیقت این لایه نگه دارنده ماده کاتالیست است که افزایش دهنده سطح مخصوص کاتالیست مي باشد. این لایه معمولا از جنس اکسید آلومينیوم، دی اکسید تیتانیوم، دی اکسید سیلیکون یا ترکیبی از سیلیکا و آلومينا انتخاب مي شود.
-ماده کاتالیست
هر مبدل کاتالیستی دارای یک ماده اصلی است که ماده کاتالیست نام دارد و به طور معمول جزو فلز های گران قیمت مانند پالادیوم، رادیوم، پلاتین، طلا و کادميوم انتخاب مي شود. ولی به دلیل صرفه جویی در هزینه معمولا از فلز های پالادیوم و رادیوم استفاده مي شود.
مبدل کاتالیست در خودرو معمولا از فلزات گران و بدنه اسفنجی شکل ساخته میشود. برخی از این مبدلها بر پایه فلز یا سرامیک بوده که روی آن را با آلیاژ ایریدیوم- پلاتین پوشاندهاند. این مبدل جذبکننده گازهای سمی موتور بوده و هنگام عبور گازها از آن بسیار داغ میشود. در نتیجه میتواند مواد مضر موجود در گازهای خروجی را سوزانده و درصد آنها را در دود خروجی کاهش دهد.
کاربرد کاتالیست خودرو
گازهای ناشی از احتراق سوخت در موتور بسیار سمی بوده و برای محیط زیست، خطرناک هستند. برخی از این گازها عبارتند از: مونوکسید کربن، اکسید نیتروژن، هیدروکربن و اکسید ازت. کاتالیست موظف است این گازهای سمی خروجی را به خود جذب کند. از این رو وجود لایههای اسفنجی درون آن منجر به ایجاد تماس بیشتر میان کاتالیزور و گازهای سمی میشود. در نتیجه درصد بیشتری از آنها جذب مبدل کاتالیست شده و گاز نهایی خروجی از اگزوز، پاک و بیخطر است.
البته نمیتوان اذعان داشت که مبدل کاتالیست تمام آلایندگیهای ناشی از احتراق سوخت را به خود جذب میکند. با این حال بیش از ۹۰ درصد این گازهای سمی جذب کاتالیزگر شده و به گازهای کم خطرتری همچون دی اکسید کربن و نیتروژن تبدیل میشوند.
انواع کاتالیزور
منظور از انواع آنها، نوع واکنشهای شیميایی هر کدام از آنها مي باشد که بستگی به نوع موتور خودرو دارد. مثلا در خودروهای گازوئیلی، واکنشهای شیميایی اکسیداسیون انجام مي گیرد. به دنبال این واکنش های شیميایی، مونواکسید کربد، اکسید نیتروژن و مشتقات آن و کربوهیدرات های حاصل از سوخت ناقص، تبدیل به دی اکسیدکربن، نیتروژن و آب مي شود. بیشترین استفاده از کاتالیزور ها در خودروها وجود دارد ولی با این حال در برخی از وسایل نقلیه دیگر مانند هواپیماها و لوکوموتیو ها هم کاربرد دارند. در حقیقت کاتالیزور خودرو به دنبال مقررات و قوانین دولتی برای حفاظت از محیط زیست و رعایت ميزان آلایندگی خودروها ساخته شده اند.
اثرات زیست محیطی کاتالیستها
مبدلهای کاتالیزوری به طور خاص برای کاهش آلودگیهای مضر ناشی از احتراق سوختهای فسیلی مبتنی بر هیدرو کربن در خودروها اختراع شد. مطالعات نشان میدهد این دستگاهها میتوانند انتشار هیدرو کربن را تقریبا ۸۷ درصد، مونواکسید کربن را ۸۵ درصد و اکسید نیتروژن را تا ۶۲ درصد در طول عمر انتظار خودرو کاهش دهند.
ارقام گفته شده نشان میدهد که کاتالیستها چقدر میتوانند برای داشتن هوای پاک تأثیر گذار باشند. برخی از کارشناسان محیط زیست بر این باورند که اگر چه کاتالیست خودرو باعث تبدیل نیترواکسید به نیتروژن و اکسیژن میشود، اما مقدار بسیار کمی نیترو اکسید هم تولید میشود البته مقدار آن کم است، اما با وجود این باز هم برای محیط زیست بسیار مخرب است. در بعضی از کشورهای صنعتی اعلام شده که استفاده از کاتالیستها در این کشورها باعث افزایش قابل توجهی گاز نیترو اکسید شده است که ممکن است در بلند مدت اثرات زیادی بر روی محیط زیست قرار دهد.
