Katalizatzailearen funtzioa eta eginkizuna
Katalizatzailea ia ibilgailu moderno guztietan erabiltzen den isurien kontrol gailu bat da. Bere funtzio nagusia ihes-gasen isuri kaltegarriak murriztea da, ingurumenera isuri aurretik konposatu kaltegarri gutxiagotan bihurtuz. Berrikuntza teknologiko hau funtsezkoa da airearen kutsadura murrizteko eta munduko airearen kalitatea hobetzeko ahaleginetan.
Katalizatzaileen historia laburra
Katalizatzailearen historia 1970eko hamarkadaren amaieran hasi zen, hainbat herrialdetan ibilgailuen isurien araudi zorrotzagoak ezartzen hasi zirenean, batez ere Estatu Batuetan Aire Garbiaren Legearen bidez. Garai hartan, automobilgintza industriak estandar berriak betetzeko moduak bilatzen ari zen. Eugene Houdry, frantziar ingeniari kimikoa, katalizatzailearen asmatzaile gisa ezagutzen da. Houdryk hasieran teknologia hau diesel motorretan erabiltzeko garatu zuen eta geroago gasolinazko ibilgailuetan aplikatu zuen.
Katalizatzailearen funtzioa
Gas arriskutsuen isurketak murriztea
Katalizatzaile baten funtzio nagusia karbono monoxidoa (CO), hidrokarburoak (HC) eta nitrogeno oxidoak (NOx) bezalako gas kaltegarriak isurtzea murriztea da. Hona hemen katalizatzaile batek nola funtzionatzen duen isurketa mota bakoitza murrizteko:
1. Karbono monoxidoa (CO): Erregaiaren errekuntza osatugabetik sortutako gas toxikoa da. Katalizatzaile batek karbono monoxidoa karbono dioxido (CO2) kaltegarri gutxiago bihurtzen du oxidazio-erreakzio baten bidez.
2. Hidrokarburoak (HC): Erregai erabat erretatik sortzen dira. Katalizatzaileak hidrokarburoak karbono dioxido (CO2) eta ur (H2O) bihurtzen ditu.
3. Nitrogeno oxidoak (NOx): Smogaren osagai bat da eta arnasketa arazo larriak sor ditzake. Katalizatzaile batek nitrogeno oxidoak nitrogeno (N2) eta oxigeno (O2) bihurtzen ditu erreakzio baten bidez.
Erregaiaren eraginkortasuna hobetzea
Erregaiaren eraginkortasuna katalizatzaile batekin ere hobetu daiteke. Motorraren errekuntza-prozesua optimizatuz, katalizatzaile batek erregaia guztiz erretzen dela ziurtatzen laguntzen du, energia-xahuketa eta isuriak murriztuz.
Katalizatzaile motak
Bi norabideko katalizatzaile bihurgailua
Bi norabideko katalizatzailea hasieran asko erabili zen katalizatzaile mota bat da. Mota honek bi gas kaltegarri kudeatu ditzake: karbono monoxidoa eta hidrokarburoak. Hala ere, ez da eraginkorra nitrogeno oxidoak murrizteko.
Hiru bideko katalizatzaile bihurgailua
Hiru bideko katalizatzaileak mota sofistikatuagoa dira eta ibilgailu modernoetan gehien erabiltzen dira. Karbono monoxidoa eta hidrokarburoak oxidatzeaz gain, mota honek nitrogeno oxidoak ere murriztu ditzake. Hiru gas kaltegarri mota hauek murriztuz, hiru bideko katalizatzaileak aukera eraginkorragoa dira airearen kutsadura murrizteko.
Diesel oxidazio katalizatzailea (DOC)
Diesel motorrentzat, gehien erabiltzen den katalizatzailea Diesel Oxidazio Katalizatzailea (DOC) da. Gailu honek diesel motorrak sortutako karbono monoxidoa eta hidrokarburoak oxidatuz funtzionatzen du. Hala ere, nitrogeno oxidoak murrizteko, diesel motorrek normalean teknologia gehigarriak behar dituzte, hala nola, Erredukzio Katalitiko Selektiboa (SCR) edo Diesel Partikula Iragazkiak (DPF).
Katalizatzaile baten osagai garrantzitsuak
Monolitoa eta substratua
Monolitoa katalizatzaile batean substratu gisa balio duen zeramikazko egitura porotsu bat da. Monolitoaren azalera handitu egiten da ihes-gasaren eta katalizatzailearen arteko kontaktu-eremua handitzeko.
Katalizatzailea
Katalizatzaileak normalean platinoa, paladioa eta rodioa bezalako metal preziatuez osatuta daude. Metal hauek erreakzio kimikoak bizkortu ditzakete beraiek erreakzionatu gabe. Platinoa eta paladioa oxidazio-erreakzioetarako erabiltzen dira normalean, eta rodioa, berriz, erredukzio-erreakzioetarako.
Garbiketa-geruza
Garbiketa-geruza substratua estaltzen duen eta katalizatzailea uniformeki banatzeko bitarteko gisa jokatzen duen geruza bat da. Garbiketa-geruzak normalean aluminio oxidoz edo silizez eginda daude eta katalizatzailearen eraginkortasuna handitzen dute.
Katalizatzaileen eginkizuna ingurumenean
Airearen kutsadura murriztea
Katalizatzaile baten eginkizun nagusietako bat airearen kutsadura murriztea da. Ibilgailuek sortutako ihes-gasek ingurumena eta gizakien osasuna kaltetu ditzaketen hainbat substantzia arriskutsu dituzte. Gas kaltegarri horiek kaltegarri gutxiago bihurtuz, katalizatzaileek ibilgailuek airearen kalitatean duten eragin negatiboa murrizten laguntzen dute.
Osasun Publikorako ekarpena
Hiriko airearen kutsadura neurri handi batean ibilgailuen isuriek eragiten dute. Nitrogeno oxidoek eta hidrokarburoek bezalako partikula kaltegarriek arnasketa eta gaixotasun kardiobaskularrak sor ditzakete. Substantzia horien isuriak murriztuz, katalizatzaileek funtsezko zeregina dute osasun publikoa hobetzeko.
Klima Aldaketari buruzko Eragina
Katalizatzaileek ez dituzte zuzenean karbono dioxidoaren isuriak murrizten, berotegi-efektuko gas garrantzitsua dena, baina erregaiaren eraginkortasuna hobetzen laguntzen dute. Horrela, zeharka laguntzen dute karbono isuriak murrizten, klima-aldaketaren eragile nagusia dena.
Aurre egin beharreko erronkak eta arazoak
Kostu handia
Katalizatzaileak erabiltzearen erronka nagusietako bat erabilitako materialen kostu handia da, batez ere platinoa, paladioa eta rodioa bezalako metal preziatuena. Metal hauen prezioak nahiko aldakorrak dira eta nahiko garestiak izan daitezke, eta, azken finean, ibilgailuen ekoizpen-kostuak handitzen dituzte.
Blokeoak eta mantentze-lanak
Katalizatzaileak karbono-gordailuekin edo erregai guztiz erre gabeekin buxa daitezke. Buxadura horrek bihurgailuaren eraginkortasuna murriztu eta motorraren errendimendua kaltetu dezake. Beraz, mantentze-lan erregularrak ezinbestekoak dira gailu honen funtzionamendu egokia bermatzeko.
Lapurreta
Katalizatzaileen metal preziatuen osagaiek lapurretaren jomuga bihurtzen dituzte. Hainbat txosten agertu dira ibilgailuetatik katalizatzaileak lapurtu eta gero merkatu beltzean saltzen direla diotenak.
Berrikuntza eta Etorkizuneko Garapena
Isurien inguruko araudi gero eta zorrotzagoak direla eta, katalizatzaileen arloko ikerketa eta berrikuntza jarraitzen dute. Azken garapenen artean, katalizatzaile material alternatibo merkeagoen erabilera eta teknologia hibrido eraginkorragoaren garapena daude. Ikerketa ere egiten ari da diesel motorrek isuriak minimizatzeko, batez ere DPF eta SCRen erabilerarekin lotuta.
Ondorioa
Katalizatzaileak funtsezko osagaiak dira ibilgailu motordunen isurien sistemetan . Karbono monoxidoa, hidrokarburoak eta nitrogeno oxidoak bezalako gas kaltegarrien isuriak murrizteko duten funtzioa ezinbestekoa da airearen kutsadura murrizteko eta airearen kalitatea hobetzeko mundu mailako ahaleginetarako. Kostu handiak eta buxadura arazoak bezalako erronkei aurre egin arren, katalizatzaileen teknologiaren berrikuntza eta garapena jarraitzen du, etorkizun garbiago eta osasuntsuago baten itxaropena ekarriz.
