v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.4. Nghiên cứu nâng cao hiệu quả BXT thông qua sử dụng hệ xúc tác mới
thay thế hoàn toàn hay một phần cho xúc tác Pt/Rh.
Hình 3.12. So sánh hiệu suất BXTđc và hiệu suất mục tiêu của BXTct
3.4. Nghiên cứu nâng cao hiệu quả BXT thông qua sử dụng hệ xúc tác mới tác mới
Để đáp ứng yêu cầu của các tiêu chuẩn kiểm soát khí thải ngày càng khắt khe đòi hỏi hiệu suất chuyển đổi đối với các thành phần phát thải của BXT ngày càng phải
nâng cao. Có rất nhiều giải pháp để nâng cao hiệu suất chuyển đổi của BXT như phân
tích tại Chương 1. Tuy nhiên giải pháp đơn giản, hiệu quả thường được sử dụng đó là tăng hàm lượng kim loại quý trong BXT. Điều này lại dẫn tới tăng giá thành của BXT. Một hướng nghiên cứu mới, được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm là sử dụng các hệ xúc tác mới có giá thành thấp thay thế một phần hoặc hoàn toàn cho các kim loại quý truyền thống. Các hệ xúc tác thay thế được sử dụng cần đáp ứng ba yêu cầu sau:
- Có khả năng chuyển hóa cao, đồng thời với cả ba thành phần phát thải chính của động cơ CO, HC và NOx.
- Vùng hoạt động hiệu quả phù hợp với các điều kiện làm việc của động cơ như vùng nhiệt độ làm việc hiệu quả không quá cao (250-350o), hòa khí động cơ quanh vùng có hệ số dư lượng không khí λ ≈ 1.
30 35 40 45 50 55 60 65 70 CO HC NOx Hiệu s uất ch uy ển đ ổi ( %) BXTđc BXTct-mt 5,67 3,8 -2,71
- Có khả năng làm việc ổn định, lâu dài trong điều kiện làm việc khắc nghiệt của động cơ như nhiệt độ khí thải cao (có thể lên tới 800oC), rung lắc, ma sát với dòng khí thải lớn, lượng hơi nước cao, tiếp xúc với các ô xít axít (NOx, SOx...).
Như đã trình bày trong Chương 1, nhiều công trình đã công bố về các hệ xúc tác thay thế đã chứng minh rằng hệ xúc tác CuO-MnO2 có nhiều ưu điểm để thay thế các kim loại quý Pt-Rh (hiện đang được sử dụng phổ biến trong các BXT) như nhiệt độ làm việc hiệu quả trong vùng nhiệt độ khí thải của động cơ, có khả năng đạt hiệu quả cao trong phạm vi hệ số dư lượng không khí λ rộng, độ bền nhiệt và độ bám dính trên lõi kim loại tốt [60 - 62, 74 - 77]. Do vậy, trong nghiên cứu này, hệ xúc tác CuO- MnO2 đã được lựa chọn để nghiên cứu thay thế một phần hay hoàn toàn cho hệ xúc tác Pt/Rh truyền thống.
Mặt khác, như đã trình bày ở chương 2 (Bảng 2.10 – 2.12), khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn khí thải có nhiệt độ cao hơn, hòa khí có xu hướng nhạt hơn so với khi sử dụng xăng thông thường nên NCS lựa chọn bổ sung thêm các ô xít CeO2 nhằm tăng khả năng hấp thụ và giải phóng ô xy, ZrO2 nhằm tăng độ bền nhiệt.