CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
3.3. Kết luận chương 3
Sự cải thiện mơi trường ơ xy hóa trong BXT khi sử dụng xăng pha cồn đã giúp cải thiện đáng kể hiệu suất chuyển đổi CO và HC. Cụ thể, xét trung bình trên bốn đặc tính hiệu suất chuyển đổi CO tăng 4,66%, 7,43% tương ứng với khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20. Tương tự với HC, hiệu suất chuyển đổi khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20 tăng lần lượt 2,64% và 6,55%. Trong khi đó, sự suy giảm nồng độ chất khử (CO, HC) và mơi trường khử trong BXT (hỗn hợp có xu hướng nhạt hơn) dẫn tới hiệu quả chuyển đổi NOx giảm khi tăng tỷ lệ ethanol trong nhiên liệu, với mức giảm lần lượt là 2,05% khi sử dụng nhiên liệu E10 và 4,97% khi sử dụng nhiên liệu E20.
Với mục tiêu đặt ra đó là hàm lượng các thành phần phát thải của xe khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn (trang bị BXTct) tương đương hoặc tốt hơn so với khi sử dụng xăng RON95 (trang bị BXTEMT) thì cần có những điều chỉnh liên quan đến các thông số của BXT. Các điều chỉnh nhằm hướng tới cải thiện mạnh hiệu suất khử NOx trong khi đó hiệu suất ơ xy hóa CO, HC giữ nguyên hoặc giảm không đáng kể. Cụ thể, để đảm bảo mục tiêu nêu trên hiệu suất trung bình trên bốn đường đặc tính của BXTct với thành phần CO, HC có thể giảm tối đa 10,32% và 6,26% (khi sử dụng E10), trong khi đó hiệu suất NOx cần tăng tối thiểu 9,92% (khi sử dụng E20) so với BXTEMT.
BXTđc được phát triển trên cơ cở BXTEMT thông qua điều chỉnh mật độ lỗ từ 200 lên 400 cell/in2, tỷ lệ Pt/Rh thay đổi từ 5/1 thành 4/2. Kết quả cho thấy hiệu suất chuyển đổi CO, HC đáp ứng mục tiêu đề ra nhưng hiệu suất chuyển đổi NOx vẫn thấp
78
hơn so với mục tiêu 2,71%. Hiệu suất chuyển đổi NOx có thể cải thiện bằng cách giảm tỷ lệ Pt/Rh xuống thấp hơn. Tuy nhiên, phương án này cũng sẽ làm giảm hiệu quả chuyển đổi CO, HC. Ngoài ra mặc dù lượng kim loại quý không thay đổi nhưng việc tăng khối lượng Rh cũng kéo theo tăng giá thành của BXT do hiện nay giá thành của Rh cao hơn Pt khoảng 1,5 lần.
Các ơ xít CuO-MnO2 được lựa chọn là hệ vật liệu xúc tác mới. Nghiên cứu cho thấy hiệu suất của BXTm với hệ xúc tác (CuO)0,3-(MnO2)0,7 với khối lượng 6g có hiệu suất tiệm cận với hiệu suất của BXTEMT, tuy nhiên chưa đáp ứng được hiệu suất mục tiêu đề ra. Hiệu suất của BXTm khó có thể nâng cao hơn bằng cách tăng lượng vật liệu xúc tác do hạn chế bởi khả năng bám dính với lớp vật liệu trung gian, suy giảm tiết diện lưu thơng và diện tích phản ứng trong bề mặt lõi.
Vì vậy, sử dụng kết hợp xúc tác kim loại quý (Pt/Rh) với hệ xúc tác mới ((CuO)0,3- (MnO2)0,7) trong đó khối lượng kim loại quý được điều chỉnh giảm (từ 0,14 g xuống còn 0,07g) là giải pháp phù hợp được lựa chọn. Kết quả cho thấy, hiệu suất của BXTct được cải thiện rõ rệt so với BXTEMT. Xét trung bình trên bốn đường đặc tính (25%, 50%, 75% và 100% tải), hiệu suất chuyển đổi của BXTct với CO cao hơn 5,93%, HC cao hơn 12% và NOx cao hơn 15,13% so với BXTEMT và đáp ứng được hiệu suất mục tiêu đã đề ra.
Trên cơ cở các thông số kỹ thuật của BXTct đã được xác định, việc thiết kế, chế tạo mẫu và thực nghiệm đánh giá hiệu quả của BXTct khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn sẽ được thực hiện. Nội dung nghiên cứu này được NCS trình bày cụ thể trong chương tiếp theo.
79
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA BỘ XÚC TÁC CẢI TIẾN
Sau khi xác định được các thông số kỹ thuật của BXTct - ((CuO-MnO2)- (Pt/Rh)/Al2O3-CeO2-ZrO2), các nội dung nghiên cứu tiếp theo gồm có:
- Nghiên cứu chế tạo BXTct với các nội dung điều chế, nhúng phủ và kiểm tra hình
thái cấu trúc và đặc tính bề mặt lõi xúc tác sau quá trình chế tạo.
- Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của việc trang bị BXT tới các tính năng kinh tế, kỹ thuật và phát thải của xe.
- Thực nghiệm đánh giá hiệu quả của BXTct khi sử dụng nhiên liệu RON95, E10 và E20.
- So sánh chi phí vật liệu cấu thành lõi xúc tác giữa BXTEMT và BXTct