未來高效率汽油機低溫三效催化劑的開發

未來高效率汽油機低溫三效催化劑的開發

汽油機運行排放的主要污染物包括HC、CO和NOx，這些污染物嚴重危害人類健康。隨著排放法規的日益嚴格，必須采用先進的后處理系統對汽油機排放進行處理。而三效催化劑（TWC）是后處理系統能實現良好處理的關鍵。傳統汽油機即使在低負荷運行工況下，排放廢氣的溫度也能夠達到400～500℃，這完全能夠滿足TWC具有較高催化活性時的溫度要求（300℃）。但是，隨著未來汽油機燃燒效率的改善，相應低負荷下排放廢氣的溫度也隨之降低。為了滿足未來汽油機發展的這一趨勢，需要開發出適用于未來高效率汽油機的低溫TWC。

由美國能源部資助，福特汽車公司、橡樹嶺國家實驗室和密歇根大學聯合進行了低溫TWC的開發。開發時，建立了一套用于TWC催化性能測試的反應堆，利用該反應堆進行了不同升溫速率、不同催化劑氧化物載體（氧化鋁Al2O3、氧化鋯ZrO2和二氧化鈦TiO2）、不同O2含量、不同排放廢氣成分對TWC性能的影響。通過試驗發現：①具有2%Pd含量基于Al2O3或ZrO2氧化物載體的TWC具有良好的催化性能，即使在稀薄燃燒產生的低溫環境下（150℃），仍然具有超過90%的HC、CO和NOx轉化率；②而具有2%Pd含量基于TiO2氧化物載體的TWC在低溫環境下的催化性能較差；③升溫速率對低溫TWC的催化性能影響較小，但是排放廢氣中的O2含量以及氣體成分對TWC的催化響應速度影響較大。

JosephR.Theisetal.SAE 2017-01-0918.

編譯：陳丁躍