Melihat dinamika penyimpanan oksigen dalam katalis tiga arah
Mengingat polutan kendaraan berkontribusi pada penurunan kualitas udara, pemerintah di seluruh dunia memberlakukan peraturan emisi yang lebih ketat untuk mobil. Ini membutuhkan pengembangan sistem after-treatment gas buang yang lebih efisien (yaitu, sistem untuk "membersihkan" gas buang sebelum dilepaskan ke atmosfer). Mode paling umum untuk mengobati emisi gas buang dari mesin pembakaran internal berbahan bakar bensin adalah katalis tiga arah (TWCs) atau konverter katalitik. TWC sering terdiri dari logam aktif seperti nanopartikel platinum (Pt) dan paladium (Pd) dan bahan penyimpanan oksigen dengan luas permukaan spesifik yang tinggi, seperti larutan padat CeO 2-ZrO2 (CZ). Komponen-komponen ini dapat mengkatalisasi beberapa reaksi oksidasi dan reduksi yang dapat mengubah knalpot berbahaya dari mesin kendaraan menjadi gas yang tidak berbahaya.
Daya tahan, presisi, dan kinerja TWC tergantung pada faktor-faktor seperti oksigen yang disimpan atau dikeluarkan dari sebagian besar dan permukaan bahan penyimpanan oksigen. Jadi, memahami dengan jelas transportasi oksigen dan dinamika bahan penyimpanan diperlukan untuk meningkatkan efisiensinya. Sayangnya, ada kekurangan teknik yang dapat memungkinkan pelacakan langsung dari proses penyimpanan oksigen di TWCs.
Mengingat polutan kendaraan berkontribusi pada penurunan kualitas udara, pemerintah di seluruh dunia memberlakukan peraturan emisi yang lebih ketat untuk mobil. Ini membutuhkan pengembangan sistem after-treatment gas buang yang lebih efisien (yaitu, sistem untuk "membersihkan" gas buang sebelum dilepaskan ke atmosfer). Mode paling umum untuk mengobati emisi gas buang dari mesin pembakaran internal berbahan bakar bensin adalah katalis tiga arah (TWCs) atau konverter katalitik. TWC sering terdiri dari logam aktif seperti nanopartikel platinum (Pt) dan paladium (Pd) dan bahan penyimpanan oksigen dengan luas permukaan spesifik yang tinggi, seperti larutan padat CeO 2-ZrO2 (CZ). Komponen-komponen ini dapat mengkatalisasi beberapa reaksi oksidasi dan reduksi yang dapat mengubah knalpot berbahaya dari mesin kendaraan menjadi gas yang tidak berbahaya.
Daya tahan, presisi, dan kinerja TWC tergantung pada faktor-faktor seperti oksigen yang disimpan atau dikeluarkan dari sebagian besar dan permukaan bahan penyimpanan oksigen. Jadi, memahami dengan jelas transportasi oksigen dan dinamika bahan penyimpanan diperlukan untuk meningkatkan efisiensinya. Sayangnya, ada kekurangan teknik yang dapat memungkinkan pelacakan langsung dari proses penyimpanan oksigen di TWCs.
Also Read More:
- zemblanitas
- Pelajaran Melukis
- DILEMA MORAL
- Kami akan Tetap Disini
- Bus Reguler
- Sejuta Momen Scrapbook
- Ketika Anda memberi kembali
- Kafe Hujan
- Cammie dan Virus Corona
- Efek Kupu-kupu
- Permainan
Namun, dalam terobosan baru-baru ini yang diterbitkan diJurnal Teknik Kimia, tim peneliti yang dipimpin oleh Asisten Profesor Tsuyoshi Nagasawa dari Institut Teknologi Tokyo (Tokyo Tech) mempresentasikan solusi untuk masalah tersebut. Tim mengembangkan teknik baru untuk visualisasi langsung dari proses penyimpanan oksigen di PD/CZ TWCs menggunakan teknik pendinginan isotop. Prof Nagasawa menjelaskan: "Sulit untuk mendapatkan kejelasan tentang interaksi dinamis — seperti adsorpsi / desorpsi oksigen dan difusi permukaan / curah — yang terjadi pada permukaan TWC, karena mereka hanya dapat diperkirakan secara tidak langsung dari perubahan valensi cerium dalam CZ, atau keadaan oksidasi logam mulia. Namun, metode kami melampaui masalah ini dengan menggabungkan pelabelan isotop dengan pendinginan reaksi, yang memungkinkan kami untuk menyelidiki proses penyimpanan oksigen dengan melacak isotop18O yang terlibat dalam interaksi ini."
Bagaimana teknik pendinginan isotop ini dilakukan? Tim menyiapkan model TWC yang terdiri dari logam mulia, Pd, dan substrat CZ padat, menyimpan18O2di dalamnya pada suhu 600 °C, dan kemudian memadamkan katalis menggunakan dua nozel gas helium yang dilapisi jaket pendingin air. Mereka kemudian menggunakan spektrometri massa ion sekunder resolusi tinggi untuk menganalisis distribusi18OOdi permukaan dan sebagian besar Pd / CZ.
Hasilnya menunjukkan bahwa Pd meningkatkan kedalaman difusi18Omenjadi CZ massal, serta konsentrasi permukaannya. Lebih lanjut terungkap bahwa18O lebih disukai teradsorpsi pada antarmuka Pd / CZ dibandingkan dengan pusat Pd, di mana konsentrasinya lebih rendah. Perhitungan teori fungsional densitas juga disepakati dengan pengamatan ini.
Akhirnya, tim menghitung tingkat pelepasan/penyimpanan oksigen lokal dengan membandingkan distribusi18Odan simulasi pelepasan/penyimpanan oksigen menggunakan persamaan difusi. Mereka menemukan bahwa tarif lokal sebanding dan konsisten dengan pengukuran kapasitas penyimpanan oksigen konvensional.
Proses visualisasi baru ini memberikan wawasan yang berguna tentang mekanisme penyimpanan dan pelepasan oksigen dalam sistem bahan logam/oksigen dan dapat digunakan untuk menyelidiki lebih lanjut dan meningkatkan kinerja dan efisiensi TWC yang digunakan untuk perawatan knalpot mobil. "Senyawa organik yang mudah menguap dan oksida nitrogen dan karbon yang biasa dihasilkan oleh mesin pembakaran, jika dilepaskan tanpa pengobatan, tidak hanya dapat menyebabkan masalah kesehatan terkait pernapasan tetapi juga secara tidak langsung dapat berdampak pada percepatan pemanasan global. Dengan studi kami, kami ingin berkontribusi terhadap misi dunia untuk mencapai praktik emisi yang lebih baik," tutup Prof. Nagasawa.
."¥¥¥".
."$$$".
No comments:
Post a Comment
Informations From: Article copyright