美国研发新技术让天然气发动机更清洁 以用于汽车、卡车等

企信京牌 2021年10月22日 北京交通 827827阅读模式

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企信京牌 ,美国新墨西哥大学(The University of New Mexico)的一组研究人员研发了一种改进工艺,能够让天然气发动机的燃烧更清洁、排放更少。

原子大小的“筏”式催化剂(图片来源:新墨西哥大学)

虽然天然气发动机比汽油或柴油发动机更清洁,产生的二氧化碳排放减少了25%,颗粒污染物排放也更少,但是其排放的是未燃烧的甲烷,因为此种发动机的尾气排放催化转换器在低温时的效率并不高。而研究人员研发的新型催化剂已被证明,在大量污染物排放的关键区域,其表现比现有技术更好。

该研究团队研发的催化剂是一种独特、原子大小的“筏”式催化剂,改进了现有的净化天然气发动机排放的技术。与通常采用Pd(钯)氧化纳米颗粒制成的催化剂相比,此种筏式催化剂对水蒸气有更好的耐受性,还具有更高的反应活性。

该项研究能够让天然气动力技术更清洁,从而更适用于卡车、越野车以及设备动力系统。Pd氧化纳米颗粒“筏”式催化剂与单个铂原子结合在一起,可以有效地净化天然气,使催化反应对水蒸气更耐受,减少未燃烧甲烷的排放量。

虽然天然气在美国的应用并不广泛,但在世界范围内,特别是中国、伊朗和印度,天然气发动机在汽车中得到了普遍应用,因为其比柴油发动机的污染少,因而经常用于城市地区的卡车和公交车。此外,天然气发动机也用于天然气行业,带动成千上万压缩机运行,以将天然气输送到人们家中。

天然气驱动的汽车会排放未燃烧的甲烷,原因在于其尾气排放催化转换器在低温下效果不高。发动机的工作效率越高,燃烧就越清洁,排放温度也越低,从而导致催化剂清除污染物的性能越差。

发动机中未燃烧的甲烷是一种强效温室气体,比二氧化碳严重约25倍,能够导致气候变化问题。此外,甲烷燃烧的副产品之一是水,而传统催化剂在有水的工作环境中非常糟糕。一般而言,燃料越清洁,其在清除污染物方面的表现就会越糟糕。

目前,研究人员正致力于进一步研发催化剂技术,并希望能够与工业合作,实现其商业化。

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