Jdi na obsah Jdi na menu
 


5.3 ako pracuje katalysator

26. 11. 2008

5.3

Ako pracuje katalysator?

 

V posledných desťročiach pribudol rýchlo cestovný ruch. Výsledkom bolo rýchle zvýšenie znečistenia ovzdušia, smogu v mestách a výmieranie lesa. Bolo nevyhnutne potrebné, škodliviny vo výparoch (výfukových plynoch) znížiť (zmierniť). Takéto škodliviny sú oxid uhoľnatý (CO), uhľovodíky (napr. C2H6) a dusičnaté oxidy (dusičnany). Prístroj ktorý sa k tomu používa je katalysator. Katalysator zrýchľuje chemickú reakciu. Kov ktorý má takýto efekt, je napr. Platin (Pt). Dokáže škodliviny premeniť na neškodlivé zloženia – H2o, CO2 a N2. Stredová súčiastka katalysatoru je teleso z keramiky alebo kovu (obr. 1) z veľa malými kanálikmi (K), cez ktoré prúdia výfukové plyny(A). Na vnútorných stranách kanálov je nanesená veľmi tenká vrstva platiny. Katalysator musí dve rôzne úlohy naraz splniť. Musí zoxidovať CO na C2H6, čiže pridať kyslík, a musí NO a NO2 znížiť, čiže kyslík odobrať. Nasledujúce reakcie v nom prebiebajú:

 

 

 

 

 

Táto dvojitá úloha predstavuje problémy. Na úplné spálenie 1 kg benzínu potrebujeme 14,6 kg vzduchu. Tento pomer 14,6/1 sa definujej ako (lambda) = 1,0. Ak je pomer menší ako 14,6 (lambda mešia ako 1), tak dostáva zmes príliš veľa benzínu. Je ,,mastný“ (tučný, hustá). Ak je väčší ako 14,6 (lambda väčšia ako 1), tak je zmes ,,chudá“ (nemastná). Dostáva príliš veľa vzduchu.

Dokáže sa rýchlo porozumieť, že oxidácia nie je možná ak sa vo výfukovom plyne nachádza viac kyslíku, takže zmes je mastná. Naopak nie je redukcia ťažko možná, ak je po ruke (sa nachácha) príliš veľa O2. Diagram (obr. 2) ukazuje, že katalysator dokáže splniť svoj účel iba vtedy, ked lambda kolíše v úzkom rozmezí medzi mastným a namastným, takže je okolo (asi) 1.

Takže kyslík zmesi musí byť precízne upravený. K tomu používame takzvanú lambda – sondu. Ona meria množstvo kyslíku vo výfukových plynoch. Elektický systém ovláda vpúštanie vzduchu do cylindru. Ešte stále špiní doprava vzduch, smog leží nad mestami, a les umiera ďalej. Aj katalysator nedokáže všetky škodliviny zničiť. A doprava sa od toho častu jej objavenia skoro zdvojnásobila.