v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.5. Hướng tiếp cận và nội dung nghiên cứu của luận án
Để đánh giá ảnh hưởng của xăng pha cồn tới hiệu quả của BXT cũng như nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả của BXT, luận án được triển khai lần lượt theo các nội dung nghiên cứu sau:
- Lựa chọn đối tượng nghiên cứu bao gồm xe thử nghiệm, bộ xúc tác cơ sở, nhiên liệu thử nghiệm.
- Xây dựng mô hình mô phỏng BXT trên phần mềm AVL Boost, hiệu chuẩn và đánh giá độ tin cậy của mô hình.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của xăng pha cồn tới hiệu quả chuyển đổi các thành phần phát thải của BXT.
- Nghiên cứu nâng cao hiệu hiệu quả chuyển đổi các thành phần phát thải của BXT thông qua giải pháp điều chỉnh các thông số kỹ thuật của BXT, sử dụng vật liệu xúc tác mới.
- Nghiên cứu chế tạo và thực nghiệm đánh giá hiệu quả chuyển đổi các thành phần phát thải của BXT cải tiến khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn.
1.6. Kết luận chương 1
Qua các nghiên cứu tổng quan cho thấy, sử dụng xăng pha cồn với tỷ lệ phù hợp
và trang bị BXT là hai giải pháp hiệu quả trong việc giảm phát thải độc hại của ĐCĐT.
Tuy nhiên, các nghiên cứu cho thấy hòa khí động cơ có xu hướng “nhạt” hơn khi tăng tỷ lệ ethanol trong nhiên liệu. Ngoài ra nhiệt độ khí thải cao hơn, lượng hơi nước lớn hơn cùng với khí thải động cơ xuất hiện một số hợp chất mới khác với khi sử dụng nhiên liệu truyền thống chính là các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt động của BXT.
sung thêm một số thành phần vào lớp vật liệu trung gian nhằm cải thiện hiệu quả hoạt động. Cụ thể, ngoài -Al2O3 được sử dụng là thành phần chính nhằm cải thiện diện tích bề mặt. Các thành phần CeO2 và ZrO2 có thể được bổ sung nhằm giúp cải thiện khả năng hấp thụ và giải phóng ô xy, cải thiện tính ổn định nhiệt, đồng thời làm giảm sự thiêu kết và khử lưu huỳnh - các nguyên nhân dẫn đến sự mất tác dụng của BXT. Hiện nay, nghiên cứu sử dụng vật liệu xúc tác mới thay thế hoặc giảm lượng kim loại quý sử dụng đang là hướng nghiên cứu đầy triển vọng. Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy CuO-MnO2 là vật liệu xúc tác phi kim loại quý rất có tiềm năng khi có khả năng thúc đẩy các phản ứng ô xy hóa CO, HC và phản ứng khử NOx
bởi CO và HC với hiệu suất cao trong vùng nhiệt độ hoạt động hiệu quả không quá cao (trên 250°C) nên phù hợp với điều kiện làm việc của ĐCĐT. Các nghiên cứu cũng chỉ ra những mẫu có tỷ lệ Cu:Mn là 1:1 hoặc 1:2 sẽ cho tỷ lệ chuyển hóa NOx
cao hơn, do khi tăng tỷ lệ MnO2 sẽ xuất hiện cấu trúc spinel (CuxMnyOz), đây là cấu trúc có tác dụng làm tăng hoạt tính khử NOx.
Mặc dù có nhiều công trình đã công bố có liên quan, nhưng cơ sở lý thuyết và cơ
chế các phản ứng diễn ra bên trong bộ xúc tác khí thải ba thành phần còn chưa được
làm rõ một cách có hệ thống. Vì vậy, nội dung này sẽ được trình bày cụ thể trong chương tiếp theo.
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG BỘ XÚC TÁC KHÍ THẢI BA THÀNH PHẦN TRÊN PHẦN MỀM AVL
BOOST
Hiện nay BXT lắp trên ô tô và xe máy có giá thành tương đối cao. Do bí mật công nghệ của các hãng nên rất khó để biết chính xác các thông số kỹ thuật của BXT như thành phần và khối lượng lớp vật liệu trung gian, lượng kim loại quý, mật độ lỗ, tỷ lệ các kim loại quý… Trong quá trình thực hiện luận án, từ sự hỗ trợ của hãng Emitec, tác giả đã có được bộ dữ liệu về thông số kỹ thuật của 01 BXT của hãng đang được sử dụng rộng rãi trên xe máy (bộ xúc tác đáp ứng tiêu chuẩn khí thải EURO3). Vì vậy, BXT này được dùng làm đối tượng để xây dựng mô hình mô phỏng nhằm đánh giá ảnh hưởng của nhiên liệu xăng pha cồn tới hiệu quả của BXT. Mô hình mô phỏng được hiệu chuẩn bằng các kết quả thử nghiệm trên xe Liberty 150 trên băng thử CD20” tại Trung tâm nghiên cứu Động cơ, nhiên liệu và khí thải - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Các kết quả đạt được trong quá trình mô phỏng sẽ được sử dụng làm cơ sở tính toán các thông số kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả của BXT khi sử dụng xăng pha cồn.