Внешний вид лабораторных образцов окислительного катализатора (для тестирования в реакторах разного размера на лабораторном стенде). Фото: Антон Васильевич Сальников / ИК СО РАН
Новые катализаторы с низким содержанием благородных металлов для нейтрализации выбросов от дизельных двигателей создали в Новосибирске. Ученым из ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН» удалось достичь высокой активности и устойчивости катализаторов при пониженной концентрации благородных металлов, что делает такие катализаторы более дешевыми по сравнению с традиционными аналогами, в которых используется большее количество платины и палладия.
В пресс-службе Института катализа Сибирского отделения РАН сообщили, что химики работали над усилением синергетического эффекта в каталитической активности платино-палладиевых систем в комплексе с оксидом марганца, нанесенных на алюмооксидное покрытие керамических блоков. Ученым удалось снизить содержание платины и палладия в дизельном окислительном катализаторе в 1,5–3 раза при 5-процентном содержании оксида марганца в алюмооксидном покрытии.
Новые катализаторы эффективно удаляют все токсичные компоненты из выхлопов дизельного двигателя. Они успешно прошли тест на старение при 750 ℃ в течение семи часов в присутствии паров воды и показали более высокие значения конверсии в окислении монооксида углерода, углеводородов и восстановлении оксида азота (II) в реакционной смеси по сравнению с существующими системами.
Подробнее о новой разработке корреспонденту «Научной России» рассказала старший научный сотрудник отдела гетерогенного катализа ИК СО РАН кандидат химических наук Светлана Анатольевна Яшник.
«Формулы подобных катализаторов хорошо известны, и сегодня весь научный мир занимается их усовершенствованием. Мы, в свою очередь, работали над тем, чтобы снизить содержание благородных металлов в таких катализаторах путем замены части благородных металлов на не благородные: на оксиды переходных металлов. Этим наша формула отличается от того, что используется мировыми лидерами в этой области. При этом свести содержание благородных металлов совсем к минимуму мы не можем, поскольку в такой ситуации катализатор просто перестанет работать. <…> Суммарное содержание токсичных компонентов в составе выхлопных газов одного автомобиля относительно невелико и не превышает 0,3 объемного процента, но даже такого небольшого количества хватает, чтобы нанести огромный вред окружающей среде, особенно в крупных городах. Токсичность выбросов от дизельных двигателей определяется преимущественно содержанием оксидов азота, частиц сажи, углеводородов (которые не догорели по тем или иным причинам при нештатной работе двигателя), а также монооксида углерода. <…> На наших катализаторах содержание монооксида углерода снижается на 99,9%, углеводородов ― на 99% в условиях, моделирующих состав и температуры отработанных газов дизельного двигателя <…> Новые катализаторы обладают высокой термической устойчивостью и не подвергаются спеканию; такой катализатор может быть установлен близко к двигателю автомобиля».
Эффективность новых катализаторов была подтверждена совместными испытаниями с промышленным предприятием. В планах ученых — продолжить исследовать системы, варьируя содержание активных и модифицирующих компонентов и физико-химические характеристики.
Фото на заставке видео: Антон Васильевич Сальников / ИК СО РАН
