Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Chất xúc tác mới làm sạch khí thải từ động cơ diesel (06/09/2012)

Động cơ diesel ngày nay đã trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt hằng ngày và các hoạt động công nghiệp.Từ ô tô, tàu hỏa đến các máy móc công nghiệp phục vụ sản xuất sử dụng rất nhiều động cơ này. Chúng có một số đặc tính ưu việt nhưng cũng còn tồn tại rất nhiều hạn chế.

Tuy động cơ diesel có hiệu suất cao hơn động cơ xăng và các bộ chuyển đổi sử dụng chất xúc tác có thể làm sạch khi thải, nhưng điểm hạn chế là chúng thải ra nhiều khí thải độc hại như nitric oxide và nitrogen dioxide và giá platinum cần cho các thiết bị chuyển đổi nói trên không hề rẻ lên tới 1473 USD/ounce. Mới đây các nhà khoa học ở công ty Nanostellar ở Redwood, California đã phát triển một chất xúc tác dạng khoáng chất có hiệu suất vượt trội so với plantinum nhưng xét về giá thành thì rất kinh tế.

Plantinum là một chất xúc tác tuyệt vời dẫu có còn tồn tại một số hạn chế. Một trong những vấn đề lớn nhất hiện này là tình trạng bạo lực lao động ở Nam Phi đã làm cho giá Plantinum tăng phi mã. Bên cạnh đó, tổ chức y tế thế giới WHO đã xếp khí thải từ động cơ diesel như một tác nhân gây ung thư, làm nhu cầu sử dụng platinum trong các bộ chuyển đổi trong hàng triệu phương tiện được sự đoán sẽ vượt quá nguồn cung. Đội nghiên cứu dẫn đầu bởi Tiến sĩ Kyeongjae “K.J.” Cho, giáo sư ngành khoa học và cơ khí vật chất tại UT Dallas và đồng sáng lập ra Nanostellar đã tìm ra chất xúc tác khoáng chất thay thế với chi phí thấp hơn.

Trong một báo cáo được đăng tải trong ấn bản ngày 17 tháng 8 của tạp chí Science, Cho đã đưa ra mô hình máy tính chỉ ra rằng mullite là một sự thay thế hiệu quả với giá thành thấp cho Platinum. Mullite là một chất khoáng silicat đươc tìm thấy trên đảo Mull, Scotland vào năm 1924. Tuy hiếm trong tự nhiên nhưng mullite có thể được sản xuất nhân tạo để ứng dụng trong công nghiệp sản xuất đồ gốm, sành sứ. Mullite có điểm nóng chảy rất cao, ở 1840 độ C và là khoáng chất oxide nên là một chất xúc tác rất hấp dẫn. Thêm vào đó, các thí nghiệm đã chỉ ra rằng bộ chuyển đổi sử dụng mullite sẽ giảm thiểu tới 45% lượng khí thải so với khi sử dụng platinum.

Theo tiến sĩ Cho, mục tiêu của đội là chuyển hoàn toàn tình trạng sử dụng kim loại quý hiện nay và thay thế chúng bằng các hợp chất oxide phổ biến trong môi trường. Họ cũng đã tìm ra khả năng mới để tạo ra công nghệ năng lượng thay thế bằng cách thiết kế những vật liệu chức năng mới mà không bị giới hạn bởi nguồn cung các kim loại quý.

Chất xúc tác mới có tên Noxicat sẽ được phát triển cho mục đích thương mại và xa hơn là ứng dụng trong pin nhiên liệu.

Nguồn: Gizmag