کاتالیست خودرو چیست-همه چیز در مورد کاتالیست خودرو

کاتالیست خودرو چیست و چگونه کار مي کند؟

کاتالیست قطعه ای از خودرو است که به خاطر یکی از مهم ترین مسائل محیط زیستی یعنی آلایندگی روی خودرو نصب مي شود. در ادامه به شما خواهیم گفت که این قطعه چطور کار مي کند. یکی از مشخصه های تمام خودروهای دنیا آلاینده بودن آنهاست. البته ميزان آلایندگی هر خودرو با خودروهای دیگر متفاوت است و کاهش ميزان آلایندگی خودرو و بهبود وضعیت مصرف سوخت از هدف های تمام خودروسازی های معتبر دنیا است.

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.

این قطعه یعنی کاتالیزور خودرو در قسمت پایانی اگزوز قرار مي گیرد که با انجام یک سری از واکنش های شیميایی و تبدیل گازهای سمي به گازهای کم ضرر، از آلودگی بیشتر هوا و خطرات زیست محیطی جلوگیری مي کند. این قطعه به مبدل هم معروف است و انواع مختلفی دارد.

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.

 

بخش های تشکیل دهنده کاتالیزور خودرو

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 و 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.

 

گفتنی است در عین حال که این قطعه از خودرو منجر به تبدیل گازهای سمي به گازهای بی ضرر مي شود، در طول این واکنشها برخی از محصولات سمي به مقدار کم تولید مي شوند. این گاز های سمي عبارتند از: سولفید هیدروژن و آمونیاک. این واکنش های شیميایی معمولا به طور ناخواسته به وجود مي آیند.

این واکنش های ناخواسته مبتنی بر واکنش های سه مرحله ای به وجود مي آیند.با اینکه حذف چنین واکنشهایی امکان پذیر نیست ولی با ایجاد یک سری از تغییرات در جنس ماده کاتالیست و یا لایه اکسیدی مي توان تا حد زیادی از بروز دادن چنین واکنشهایی جلوگیری نمود.

به عنوان مثال برای جلوگیری از تولید سولفید هیدروژن، مي توان نیکل یا منگنز را به لایه اکسید فلزی اضافه نمود. دلیل آن هم حساسیت این فلزات نسبت به جذب گوگرد مي باشد و مانع از جذب نمودن آب توسط لایه اکسیدی مي شوند. به عبارتی بهتر، سولفید های هیدروزن وقتی به وجود مي آیند که گوگرد در دمای پایین به وسیله لایه اکسیدی جذب شده باشد. پس از اینکه گوگرد در دمای پایین جذب شد، در مرحله بعدی در دمای بالا آزاد مي شود و بعد از ترکیب شدن با هیدروژن، گاز سولفید هیدروژن تشکیل خواهد شد.