由贵金属制成的汽车三元催化剂能够大大减少汽车尾气的排放

时间:2024-02-19 作者: 电力监控与保护
详细介绍

  这天早晨准备工作时,他发现车尾三元催化器被人锯断拿走,只留下了一个很明显的切口。

  据张先生描述,这个区域类似的案件时有发生,而且不少车主都陆续反映了这个事情的情况。

  在接到警报后,阳朔公安局立即对这件事情展开了调查,在经过现场勘查、监控分析等工作之后,他们很快就锁定了两名长期混迹江湖的嫌疑人。

  这两人说自己是从网上得知三元催化器中可以卖钱的,所以便经常干这种偷盗的事情,而且在阳朔及周边地区多次作案。

  除了张先生之外,在全国范围,此类案件也呈现高发态势,他们的手法包括租用共享汽车作案,以及某些修理店老板谋取私利。

  早在2021年6月的时候,广东警方就成功破获一个跨省作案团伙,抓获28名嫌疑犯,收缴作案车辆900余辆,涉案金额高达2000余万。

  可是让人疑惑的是,这样的一个东西到底是什么,为何小偷会大费周章的去偷一个小零件呢?

  19世纪末,随着汽车数量的增多,法国工程师尤金·胡德利意识到了汽车废气的危害,于是便设计了一个简单的汽车尾气净化装置,将铂、铱、钯等贵金属涂覆在惰性基质上,密封在金属容器内。

  而这种简易的汽车废气净化装置虽然结构相对比较简单,但却是汽车尾气净化技术的开端。

  进入20世纪之后,随着工业化的发展,美国经济获得了飞速的增长,但是与此同时,美国的一些地区却频繁出现了严重的雾霾天气,其中最著名的例子就是洛杉矶。

  洛杉矶不仅是美国的第二大城市,也是全球电影业的中心,但是这里却长期被浓厚的雾霾所包围,严重的空气污染更是使洛杉矶陷入了一种非常低迷的状态,孩子无法外出上学,医院里挤满了病人。

  为了研究雾霾的成因以及寻找处理方法,法国工程师胡德利来到了洛杉矶,通过研究之后他发现,汽车尾气的排放是导致洛杉矶雾霾的主要的因素之一。

  20世纪70年代,第一台汽车废气催化转化器问世,这种单元催化器采用了铂族金属催化剂,能够更好的降低碳氢化合物和一氧化碳的排放量,但是却无法有效处理汽车废气中的另一种致命气体——氮氧化物。

  随着汽车的增加,氮氧化物的排放量也在一直上升,而这也成为了汽车废气治理面临的新难题。

  为了解决这一个难题,科学家进行了大量的研究工作,终于在20世纪80年代找到了氮氧化物催化剂——铑。

  他们发现,铑与铂、钯一起,可以组成同时处理碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物的三元催化器系统。

  三元催化器的问世,则是汽车尾气净化技术的一个重大突破,它大幅度减少了汽车尾气排放,更避免了严重的环境污染问题。

  然而,三元催化器也需,一定的工作时候的温度才能发挥净化作用,它需要在250-300°C时才会活跃起来,进行催化反应。

  当温度过高时,催化剂表面也会发生问题,以此来降低催化效果,所以说,合理的使用条件对于发挥三元催化器的效果至关重要。

  三元催化器就像汽车尾气系统里的一个“过滤网”,它能够对汽车尾气中的有害化学气体进行净化。

  当高温的尾气从这个净化装置流过时,三元催化器中的活性成分就会增强一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等三种有害化学气体的活性,促使它们发生氧化还原反应,转变成对环境无害的二氧化碳、水和氮气。

  具体来说也就是,一氧化碳会被氧化成二氧化碳,而碳氢化合物则完全氧化生成水和二氧化碳,剩余的氮氧化物还原为氮气和氧气。

  这三种产物都是大气本来就含有的成分,不会对环境造成污染,正因如此,三元催化器才得以大幅度减少尾气污染,降低雾霾天气和酸雨的产生。

  事实上,三元催化器的工作原理也很简单,是利用催化剂的作用,加速汽车尾气中一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的氧化还原反应,将其转化为无害气体排放,这种“催化净化”技术极大地减轻了汽车尾气对环境的污染,是控制大气污染的重要措施之一。

  要实现上述化学反应,三元催化器中最关键的部分就是铂族金属,最重要的包含铂、钯和铑三种稀有贵金属。

  仅以2022年的数据为例,铂的价格约为每克200块钱,钯约为每克370元,铑更是达到每克近4000元,这差不多是黄金的10倍了。

  而这些稀有金属之所以在三元催化器中发挥巨大作用,是因为它们具有催化氧化还原反应的优异性能。

  铂金属可以催化氧化一氧化碳和碳氢化合物,钯金属也是氢氧反应的好催化剂,铑金属与钌金属则可以催化氮氧化物的还原反应。

  正是这些金属的催化作用,使得三元催化器可以同时去除尾气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物。

  根据有关数据来看,一辆小型汽车的三元催化器大约含1.5克铂族金属,按照当前的市价计算,其价值就在1000元左右,那么很明显,大型货车的三元催化器含量更高,价值可达上万元。

  尽管单个三元催化器中的铂族金属似乎不多,但全球铂族金属的总储量也仅有约7万吨,这在某种程度上预示着,就算挖空全世界的铂族金属,也远远不足为所有的汽车安装三元催化器。

  2022年1月期间,铑金属的价格就在几天内从每克3300多元飙升至3800多元,涨幅高达15%。这也是各地三元催化器盗窃案件激增的一个重要原因。

  三元催化器前后两端都安装有氧传感器,它可以实时监测催化转换器前后氧气含量,并将数据反馈给发动机电脑。

  当发动机电脑通过比对前后氧传感器的数据后检测到异常,就能判断出三元催化器发生故障或被盗。

  正常情况下,汽车废气需要经过排气管和消声器处理,才能最终排放到空气中,而三元催化器的位置就在排气管前端。

  一旦三元催化器被盗,排气管就会被直接切断,此时高压废气就会直接从切口喷出,没有经过任何处理就会发出巨大的噪音,听起来就像在放炮一样。

  三元催化器对发动机性能有调节作用,它不但可以增加了发动机的排气阻力,而且还可以有效的预防高速排气从气缸内抽走新鲜空气。

  如果三元催化器被盗的话,那么排气系统的阻力会一下子就下降,这时,高速排气会将气缸内的新鲜空气抽走,导致气缸内新鲜空气减少,使发动机低速时扭矩输出不足,性能下降。

  三元催化器可以将汽车排放的有害废气转换成无害气体排放,如果三元催化器失效或被盗,那么有害化学气体就会直接排放到空气中,造成环境污染。

  通过检测废气组分能够准确的看出一氧化碳、碳氢化合物等污染物是否超标,从而判断三元催化器是不是正常工作。

  这些都是三元催化器被盗的明显信号,大家必须要格外的重视,及时检查和维修,避免造成更大损失。

 

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