Kas yra kataliziniai oksidatoriai?

Katalizinis oksidatorius arba katalizinis konverteris yra automobilio komponentas, esantis išmetimo sistemoje. Jis oksiduoja (degina) anglies monoksidą ir angliavandenilius, kaip katalizatorius naudodamas platiną ir paladį/rodį, tuo pačiu sumažindamas (atskirdamas deguonies atomą, o ne pridėdamas) azoto oksidus, kad susidarytų azotas. Tai labai sumažina toksiškų išmetimo vamzdžių išmetimą ir sumažina smogą.

Kataliziniai oksidatoriai tapo plačiai paplitę po to, kai 1968 m. JAV buvo paskelbti privalomi automobilių išmetamųjų teršalų reglamentai. Dabar jie naudojami daugumoje automobilių visame pasaulyje. Kadangi kataliziniai oksidatoriai negali veikti, kai yra švino, dėl jų įvedimo švino turinčio benzino buvo atsisakyta. Kataliziniai oksidatoriai taip pat naudojami pramoniniuose procesuose, siekiant sumažinti kenksmingų išmetamųjų teršalų kiekį, tačiau dažniausiai jie atsiranda automobiliuose.

Idealiu atveju automobilio variklio šalutiniai produktai yra tik anglies dioksidas, vanduo ir šiek tiek azoto. Tai panašu į gyvūnų cheminę išeigą. Tačiau praktiškai degimo procesas variklyje niekada nėra 100% efektyvus, paliekant karštus, bet nesudegusius angliavandenilius. Iki septintojo dešimtmečio šiems teršalams buvo leista patekti į atmosferą, kol buvo suprasta, kad jie kelia pavojų visuomenės ir aplinkos sveikatai. Dabar ant automobilio išmetimo vamzdžio sumontuoti kataliziniai oksidatoriai greitai oksiduoja didelę likusių nesudegusių angliavandenilių dalį, todėl išmetamųjų teršalų kiekis yra švaresnis. Tačiau greitis, kuriuo kataliziniai oksidatoriai turi veikti, kad sugautų nesudegusius angliavandenilius prieš jiems išskrendant iš išmetimo vamzdžio, apriboja oksidacijos proceso efektyvumą.

Katalizinių oksidatorių kokybė bėgant metams nuolat gerėjo, todėl automobiliai tapo švaresni ir švaresni. Vis dar sunku sumažinti CO2 (anglies dioksido) išmetimą. CO2 negali būti oksiduojamas į nieko nekenksmingesnio ir tai yra žinomos šiltnamio efektą sukeliančios dujos, prisidedančios prie visuotinio atšilimo.

Kataliziniai oksidatoriai automobiliuose veikia santykinai aukštoje temperatūroje, maždaug 750°F (400°C). Pramonėje kataliziniai konverteriai gali būti dešimtis kartų didesni nei naudojami automobiliuose ir kelis kartus karštesni. Standartiniai katalizinių oksidatorių komponentai apima linijos degiklį, katalizatoriaus sluoksnį ir šilumokaitį. Katalizatoriaus sluoksnis paprastai yra korių keramikos arba keraminių rutuliukų, padengtų katalizatoriumi, pavidalu.