一種新開發(fā)的催化劑具有獨特的、原子大小的“筏”，在清理天然氣發(fā)動機排放物方面比目前的技術做得更好。
Nature Catalysis報道的這項工作可以使天然氣動力技術更清潔，更適用于卡車、越野車和設備動力系統(tǒng)。研究人員開發(fā)了鈀 (Pd) 氧化物催化劑“筏”，這些催化劑與單個鉑原子結合在一起。他們的催化劑可有效凈化天然氣，并使催化反應更能耐受水蒸氣，從而減少排放的未燃燒甲烷量。
雖然天然氣發(fā)動機比汽油或柴油發(fā)動機更清潔，二氧化碳排放量減少約 25%，顆粒污染更少，但它們會排放未燃燒的甲烷，因為它們的廢氣催化轉化器在低溫下效率不高。新開發(fā)的結果顯示出比當前技術更高的反應速率。
“能源效率的提高必須與后處理技術齊頭并進，”華盛頓州立大學基因和 Linda Voiland 化學工程與生物工程學院的 Voiland 特聘教授、該論文的通訊作者之一王勇說.“目前，從甲烷燃燒發(fā)電還不能使用最高效的燃燒技術。所以它有效，但該效率還有進一步提高的空間。”
該團隊由來自華盛頓州立大學和新墨西哥大學的研究人員領導，并在美國、和中國有許多合作者。
天然氣發(fā)動機雖然在美國沒有那么廣泛使用，但在世界各地的車輛中普遍使用，尤其是在中國、和。由于它們的污染比柴油發(fā)動機低，因此它們經常用于城市地區(qū)的卡車和公共汽車。天然氣發(fā)動機還用于天然氣行業(yè)，以運行數千臺壓縮機，將天然氣泵送到人們的家中。
然而，這些以天然氣為動力的車輛會排放未燃燒的甲烷，因為它們的廢氣催化轉化器在低溫下效率不高。發(fā)動機工作效率越高，燃燒越清潔，排氣溫度就越低，催化劑在清除污染物方面的性能就越差。特別是發(fā)動機中未燃燒的甲烷是一種強效溫室氣體，比二氧化碳嚴重約 25 倍，會導致氣候變化。
此外，甲烷燃燒的副產品之一是水，而傳統(tǒng)催化劑在有水的情況下工作時“非常糟糕”，王說。更清潔的燃燒燃料最終會在去除污染物方面發(fā)揮作用。
與通常使用的由氧化鈀納米粒子制成的催化劑相比，研究人員開發(fā)的筏子對水蒸氣具有更好的耐受性，并具有更高的反應性。
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