«Подольсккабель» рекомендован обществам Группы ОСК
12.04.2024
Исследователями из Испании разработана ловушка, способная к адсорбции выхлопных газов, выделяющихся при первых двух минутах работы двигателя внутреннего сгорания после его старта.
Изобретатели утверждают, что в первые две минуты после холодного старта двигателя внутреннего сгорания в его выхлопах содержится 50–80% от общего содержания углеводородных выбросов, представляющих наибольшую опасность для здоровья человека и окружающей среды, поэтому разработанный материал может существенно понизить уровень выбросов вредных веществ в атмосферу.
Существующие в настоящее время ловушки для выхлопных газов изготавливают из пористых цеолитов. Они хорошо зарекомендовали себя для поглощения содержащихся в топливе тяжелых углеводородов, которые присутствуют в выхлопе; эти углеводороды удерживаются в ловушке до достижения температуры в двигателе 200–300°C (температура поджига), после чего они каталитически окисляются до диоксида углерода и воды и выбрасываются в атмосферу. Однако меньшие по размеру углеводороды, например, этан и пропен, десорбируются из цеолитовой ловушки до достижения этой температуры и попадают в атмосферу неокисленными.
Томас Гарсия (Tomás García) и Долорес Лозано-Кастело (Dolores Lozano-Castelló) из Университета Аликанте разработали ловушку на основе многоцентрового цеолита со специфическими зонами адсорбции для различных углеводородов моторного топлива – от самых тяжелых до самых легких.
Первоначально для разработки наиболее эффективного цеолита-сорбента исследователи использовали компьютерное моделирование – с помощью метода Монте-Карло были спроектированы наилучшие элементы структуры для адсорбции и удерживания различных типов углеводородов. Экспериментально ряд цеолитов был получен «по образу и подобию» результатов расчета, после чего полученные материалы использовались для проверки эффективности захвата и удерживания углеводородов в режиме холодного старта двигателя.
Гарсия отмечает, что наиболее эффективный цеолит представляет собой цеолит марки HZSM-5, частично легированный катионами меди (исследователи заместили до 20% кислых атомов водорода в исходном цеолите на ионы Cu+2). Введение меди в цеолит позволяет увеличить эффективность адсорбции и удерживания как легких, так и тяжелых углеводородов и обеспечивает устойчивость к их десорбции в процессе подъема температуры двигателя.
Младен Эйч (Mladen Eić), специалист по микропористым материалам и цеолитоподобным и цеолит-содержащим адсорбентам отмечает, что хотя комбинированный подход, основанный на компьютерном моделировании свойств материала с последующим синтезом этого материала, хотя и не лишен сложностей, пожалуй, представляет собой наиболее плодотворный подход в разработке сложных материалов, способных решать многие важные промышленные и природоохранные задачи. Он добавляет, что ранее предпринимавшиеся попытки разработки «идеального» адсорбента можно назвать успешными лишь отчасти.
В будущем Гарсия планирует разработать более эффективный адсорбент – цеолит, нанесенный на субстрат. В его планах также создание более производительного, чем существующие, катализатора для окисления моноксида углерода, который также является опасным компонентом выхлопных газов.
Тема дня 15.04.2024
Тема дня 09.04.2024
Тема дня 09.04.2024
Тема дня 04.04.2024
Новости компаний 27.03.2024
Технологии 08.04.2024
Технологии 12.02.2024
Аналитика 02.12.2021
Технологии 31.07.2019
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться