صرفه‌جویی در مصرف فلزات گرانبها با طرح ساخت کاتالیست هوشمند خودرو

صرفه‌جویی در مصرف فلزات گرانبها با طرح ساخت کاتالیست هوشمند خودرو

یکی از طرح‌های ارائه شده در برنامه طرح‌های نوآورانه فناوری‌نانو (نانومچ)، فناوری ساخت کاتالیست هوشمند خودرو است که در آن پوششی با سطح ویژه بسیار بالا استفاده شده که موجب کاهش مصرف فلزات گران‌بها می‌شود.

تقاضا برای فناوری‌های کنترل آلاینده‌ها (ECT)، به دلیل الزام‌های ناشی از استانداردهای آلاینده‌های جهانی در حال گسترش و پیشرفت است. استانداردهای جدید، باعث توسعه در فناوری کاتالیست شده است تا مواد بسیار سمی حاصل از اگزوز خودروها را حذف نماید. بنابراین، یافتن راه‌حلی برای رسیدن به محدوده پذیرش‌های استانداردهای آلاینده‌ها بدون افزایش میزان فلزات گران‌بها در کاتالیست خودرو، هدف اصلی تامین‌کنندگان کاتالیست خودرو خواهد بود.

یکی از طرح‌های برنامه طرح‌های نوآورانه فناوری‌نانو (NanoMatch)، ساخت نوعی پوشش کاتالیستی هوشمند برای خودرو است. در این طرح، کاتالیست‌های پروسکایت شامل پالادیوم و پلاتین با عنوان کاتالیست هوشمند معرفی می‌شوند که مشکلات کاتالیست‌های خودرو را ندارند؛ مشکلاتی نظیر سینترینگ و رشد ذرات فلزات گران‌بها به دلیل دمای بالای اگزوز و در نتیجه کاهش عملکرد با گذشت زمان، واکنش زیرلایه با فلزات گران‌بها و در نتیجه کاهش خاصیت کاتالیستی و همچنین تبخیر و فراریت فلزات گران‌بها در این کاتالیست وجود نداشته و در نتیجه باعث افزایش طول عمر کاتالیست می‌شود.

در این طرح، ساختار پروسکایت با جایگزینی جزیی پلاتین و پالادیوم موجب کاهش دمای احیای فلزات مورد استفاده در پروسکایت شده و لذا باعث کاهش دمای انجام واکنش می‌شود. همچنین اکسیداسیون منوکسیدکربن در دمای ۲۵۰ درجه سانت‌یگراد به‌صورت کامل انجام می‌شود. در این طرح، پروسکایت پالادیم‌دار با سطح ویژه ۱۲ مترمربع بر گرم و پروسکایت پلاتین‌دار با سطح ویژه ۱۹ مترمربع بر گرم به‌دست آمده است. پایداری مناسب ساختار بلوری پروسکایت پس از انجام واکنش‌های حذف آلاینده‌ها و قابلیت خودبازیابی فلزات گران‌بها از ویژگی‌های مهم این محصول است.

مطلب پیشنهادی:  امضای چهار قرارداد همکاری فناورانه در جشنواره دوازدهم

صرفه اقتصادی بسیار بالا در مقایسه با محصولات بازار، طول عمر بالاتر، میزان استفاده کمتر از فلزات گران‌بها در مقایسه با محصولات تجاری و خواص عملکرد بسیار بالا از مزیت‌های این فناوری هستند.

یعقوب فرهنگ، دکتری مهندسی مواد محقق این طرح است.

به‌طور میانگین تعداد خودروهای بنزینی تولیدی شرکت‌های خودروسازی در داخل ایران، حدود یک میلیون دستگاه در سال است که بیش از ۵۰ درصد کاتالیست‌های آن خودرو‌ها وارداتی است و این مساله به دلیل استفاده از فلزات گران‌بها (پالادیوم، پلاتین و ردیوم) با میزان زیاد برای رسیدن به الزامات محیط‌زیستی است. استفاده از این محصول باعث ایجاد ۴۰ درصد صرفه‌جویی در مصرف فلزات گران‌بها می‌شود که می‌تواند باعث افزایش قابل توجه میزان تولید کاتالیست‌سازهای داخلی شده و صرفه‌جویی اقتصادی بالایی خواهد داشت.