更清洁的空气冷催化转化器

所谓的三效催化转换器在汽车的排气系统只包含昂贵的材料和正常工作时,废气温度是几百摄氏度。

因此,当你开始你的车时,或者当你驾驶混合动力汽车的汽油发动机和电动机驱动动力系统之间的交替,气体排气还含有有毒的一氧化碳。在新的科学的文章中,科学家们由Emiel Hensen现在表明,通过修改催化剂的载体材料,几乎完全是可能有毒的一氧化碳转化为二氧化碳气体在室温下。

高贵的需要

汽车催化剂由沉积贵金属如铂、钯、铑和氧化铈的衬底材料,也称为二氧化铈。然而,高贵的金属都是稀有和昂贵的。因此,世界各地的研究人员致力于方法来实现相同或更好的催化活性通过使用更少的材料。

例如,在一个以前的论文埃因霍温科技大学,Hensen组(图/ e)证明,通过分散贵金属单个原子的形式不仅会导致减少材料的使用,但在一定条件下,催化剂也功能更有效率。

新的大小视图

Valery Muravev第一作者的博士研究项目,研究人员将他们的注意力从下面的贵金属载体材料(在本例中二氧化铈)进一步提高催化剂。他们产生的二氧化铈在不同晶体尺寸和沉积贵金属作为单个原子在相同的步骤。随后,他们研究了这些材料的组合如何设法绑定一个额外的氧原子一氧化碳。

小4纳米二氧化铈晶体大小结果显著提高贵金属钯的性能在冷启动条件下的过量一氧化碳。这种改进的性能可以解释为一个更高的反应性氧原子的二氧化铈晶体尺寸小。在传统条件下,8纳米二氧化铈晶体所需要的最优规模达到一个高催化活性温度低于100摄氏度。

更广泛的意义

这项研究首次表明,在开发催化剂时,不仅看是值得的贵金属来做这个工作。在这种情况下,不同大小的颗粒作为载体的活性材料提供了一个有趣的新可能性进一步提高催化剂,与提高效率和化学反应的特异性。这也是重要的发展过程将二氧化碳从空气环境与绿色生产氢燃料或化合物可持续生产的塑料。

Johnson Matthey一起英国公司,生产汽车工业催化剂,研究人员现在将进一步探讨如何将这一发现转化为新产品。

参考:Muravev V, Parastaev, Van Den博世Y, et al。支持二氧化铈纳米晶体的大小决定反应高度分散的钯催化剂。科学。2023,380 (6650):1174 - 1179。doi:10.1126 / science.adf9082