Ученые из Института катализа СО РАН и Университета Барселоны разработали катализатор для снижения содержания угарного газа в атмосфере. Он эффективно работает при температуре воздуха ниже нуля.
Предполагается, что в перспективе разработку можно будет использовать для нейтрализации вредных выбросов авторанспорта и выбросов от ТЭЦ, которые работают на ископаемом топливе, пишет пресс-служба новосибирского Института катализа.
Большую часть вредных веществ, которые образуются при сжигании углеводородного топлива, нейтрализуют каталитические конвертеры. Трехкомпонентные автомобильные катализаторы обезвреживания выхлопных газов превращают оксиды азота, монооксид углерода и несгоревшие остатки углеводородов в безвредные молекулярный азот, воду и углекислый газ. Но значительная доля выбросов происходит при холодном запуске двигателя, так как катализаторы не работают при низких температурах, — сообщают ученые.
Для решения этой проблемы группа ученых из Института катализа СО РАН исследует каталитические свойства сложных наноструктурированных материалов на основе комбинаций металлов и оксидов.
Мы сосредоточили внимание на платино-цериевой комбинации, способной начать окисление угарного газа (CO) уже при -50°C. Эту необычайную низкотемпературную активность мы достигли за счет нанесения атомов и кластеров платины на наноструктурированный диоксид церия. Ключом к пониманию характеристик этих очень активных материалов является синергизм, или взаимное усиление, между оксидным носителем и хорошо распределенной окисленной платиной. Мы можем идентифицировать активные состояния этих компонентов с помощью спектроскопических методов, но для описания их конкретной роли требуются специальные вычислительные модели, — рассказал профессор, доктор химических наук Андрей Боронин.
Теоретическое моделирование проводила группа профессора ICREA (Catalan Institution for Research and Advanced Studies) Константина Неймана в Университете Барселоны. По словам научного сотрудника лаборатории, доктора Альберта Бруша, с помощью квантово-химических расчетов на высокопроизводительных компьютерах команда может смоделировать эти сложные материалы и расшифровывать роль каждого компонента в достижении уникальных каталитических характеристик, измеренных экспериментально.
Помимо нейтрализации автомобильных выхлопов разработанный катализатор в перспективе можно будет применять для очистки воздуха от выбросов ТЭЦ.
Такое изобретение будет просто необходимо в Новосибирске: в городе только в феврале уже неоднократно объявляли режим «черного неба», когда уровень загрязнения воздуха достигал максимальных отметок. По данным портала сервиса мониторинга качества воздуха CityAir, степень загрязнения воздуха доходила до 10 баллов.