Mis on katalüütilised oksüdeerijad?

Katalüütiline oksüdeerija või katalüüsmuundur on väljalaskesüsteemis leiduv auto komponent. See oksüdeerib (põletab) süsinikmonooksiidi ja süsivesinikke, kasutades katalüsaatoritena plaatinat ja pallaadiumi/roodiumi, samal ajal redutseerides (hapnikuaatomit pigem eraldades kui lisades) lämmastikoksiidid, et tekitada lämmastikku. See vähendab oluliselt summutitoru mürgiseid heitmeid ja vähendab sudu.

Katalüütilised oksüdeerijad said laialt levinud pärast seda, kui 1968. aastal muudeti USA-s autode heitgaaside reguleerimine kohustuslikuks. Nüüd kasutatakse neid enamikus autodes üle maailma. Kuna katalüütilised oksüdeerijad ei saa plii juuresolekul töötada, põhjustas nende kasutuselevõtt pliibensiini järkjärgulise kasutuselt kõrvaldamise. Katalüütilisi oksüdeerijaid kasutatakse ka tööstusprotsessides kahjulike emissioonide vähendamiseks, kuid kõige sagedamini esinevad need autodes.

Ideaalis on automootori kõrvalsaadusteks ainult süsinikdioksiid, vesi ja osa lämmastikku. See on sarnane loomade keemilise väljundiga. Kuid praktikas ei ole mootori põlemisprotsess kunagi 100% efektiivne, jättes maha kuumad, kuid põlemata süsivesinikud. Enne 1960. aastaid lasti neil heitmetel atmosfääri pääseda, kuni saadi aru, et need kujutavad endast ohtu inimeste ja keskkonna tervisele. Nüüd oksüdeerivad auto väljalasketorusse paigaldatud katalüütilised oksüdeerijad kiiresti suure protsendi ülejäänud põlemata süsivesinikest, mille tulemuseks on puhtamad heitkogused. Kuid kiirus, millega katalüütilised oksüdeerijad peavad töötama, et püüda kinni põlemata süsivesinikud, enne kui need väljalasketorust välja lendavad, seab piirid oksüdatsiooniprotsessi tõhususele.

Katalüütiliste oksüdeerijate kvaliteet on aastate jooksul pidevalt tõusnud, mille tulemusena on autod muutunud puhtamaks ja puhtamaks. CO2 (süsinikdioksiidi) heitkoguste vähendamine on endiselt keeruline. CO2 ei saa oksüdeerida millekski kahjutumaks ja see on teadaolevalt kasvuhoonegaas, mis aitab kaasa globaalsele soojenemisele.

Autode katalüütilised oksüdeerijad töötavad suhteliselt kõrgel temperatuuril, umbes 750 °C (400 °F). Tööstuses võivad katalüüsmuundurid olla kümneid kordi suuremad kui autodes kasutatavad ja mitu korda kuumemad. Katalüütiliste oksüdeerijate standardsed alamkomponendid hõlmavad torupõletit, katalüsaatorikihti ja soojusvahetit. Katalüsaatorikiht on tavaliselt kas kärgstruktuuriga keraamiliste või katalüsaatoriga kaetud keraamiliste helmeste kujul.