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研究人员开发电催化低温燃烧策略 以减少汽车尾气中的碳烟颗粒排放

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时间:1900/1/1 0:00:00

据国外媒体报道,研究人员开发了一种电气化策略,使用导电金属氧化物作为催化剂来降低烟灰的燃烧温度。该研究由中国科学院宁波材料技术与工程研究所张健教授和暨南大学张教授共同完成。

(来源:phys.org)

烟灰颗粒的排放会导致严重的健康和环境问题。为了减少这种排放,催化碳烟燃烧是最有效的后处理技术。但在交通过程中,城市柴油车经常怠速,排气温度只有100-200℃。这个温度对于催化烟灰燃烧来说太低了。

为了实现低温下的碳烟燃烧,NIMTE和暨南大学的研究人员设计了一种电气化策略,选择典型的导电金属氧化物作为催化剂,具有优异的抗氧化性和导电性。据报道,在低于75℃的温度下,混合物中53%的烟灰在几分钟内被燃烧。其燃烧性能远优于传统的热催化碳烟燃烧,T50(碳烟转化50%的温度)一般高于300℃。因此,起电策略对接触条件的依赖性比传统热过程弱得多。

从能源需求来说,电气化过程比热力过程消耗的能源少得多,节能率是一两个数量级。此外,阐述了两个关键的性能机理,即催化剂中晶格氧的电驱动释放是碳烟低温快速着火的原因;然而,导电催化剂和烟灰颗粒之间相反的静电流化反应提高了催化剂和烟灰之间的接触效率。

这一电气化过程在碳烟燃烧的着火温度上取得了突破,为解决所有汽车尾气低温后处理的普遍性问题提供了前瞻性策略。这种策略有望通过车载电源系统整合到汽车设计中,尤其是混合动力汽车。据国外媒体报道,研究人员开发了一种电气化策略,使用导电金属氧化物作为催化剂来降低烟灰的燃烧温度。该研究由中国科学院宁波材料技术与工程研究所张健教授和暨南大学张教授共同完成。

(来源:phys.org)

烟灰颗粒的排放会导致严重的健康和环境问题。为了减少这种排放,催化碳烟燃烧是最有效的后处理技术。但在交通过程中,城市柴油车经常怠速,排气温度只有100-200℃。这个温度对于催化烟灰燃烧来说太低了。

为了实现低温下的碳烟燃烧,NIMTE和暨南大学的研究人员设计了一种电气化策略,选择典型的导电金属氧化物作为催化剂,具有优异的抗氧化性和导电性。据报道,在低于75℃的温度下,混合物中53%的烟灰在几分钟内被燃烧。其燃烧性能远优于传统的热催化碳烟燃烧,T50(碳烟转化50%的温度)一般高于300℃。因此,起电策略对接触条件的依赖性比传统热过程弱得多。

从能源需求来说,电气化过程比热力过程消耗的能源少得多,节能率是一两个数量级。此外,阐述了两个关键的性能机理,即催化剂中晶格氧的电驱动释放是碳烟低温快速着火的原因;然而,导电催化剂和烟灰颗粒之间相反的静电流化反应提高了催化剂和烟灰之间的接触效率。

这一电气化过程在碳烟燃烧的着火温度上取得了突破,为解决所有汽车尾气低温后处理的普遍性问题提供了前瞻性策略。这种策略有望通过车载电源系统整合到汽车设计中,尤其是混合动力汽车。

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