به گزارش خبرگزاری مهر، مبدل کاتالیستی یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم اگزوز خودرو است که وظیفه آن کاهش آلاینده‌های ناشی از احتراق موتور است. در فرآیند احتراق، ترکیباتی همچون مونوکسیدکربن (CO)، هیدروکربن‌های نسوخته (HC) و اکسیدهای نیتروژن (NOx) تولید می‌شوند که هر یک اثرات زیان‌باری بر سلامت انسان و محیط‌زیست دارند. مبدل کاتالیستی با استفاده از لایه‌ای از فلزات گرانبها همچون پلاتین، پالادیوم و رودیم، این گازهای سمی را به ترکیبات کم‌خطرتر تبدیل می‌کند؛ برای مثال مونوکسیدکربن به دی‌اکسیدکربن، هیدروکربن‌ها به آب و دی‌اکسیدکربن، و اکسیدهای نیتروژن به نیتروژن خنثی تبدیل می‌شوند. به این ترتیب، مبدل کاتالیستی اولین و مهم‌ترین خط دفاعی خودروها در برابر انتشار آلاینده‌های خطرناک به محیط به شمار می‌آید.

اگرچه مبدل‌های کاتالیستی معمولی سال‌هاست در خودروها استفاده می‌شوند، اما چالش‌هایی همچون افت کارایی در طول زمان، نیاز به مقادیر زیاد فلزات گرانبها و کاهش بازده در دماهای پایین، ضرورت به‌کارگیری فناوری‌های نوین را آشکار ساخته است. در این میان، فناوری نانو با افزایش سطح تماس فعال کاتالیست‌ها و بهبود ساختار آن‌ها، تحولی اساسی در عملکرد این تجهیزات ایجاد کرده است.

در مبدل‌های نانوکاتالیستی، استفاده از نانوذرات فلزی موجب می‌شود سطح تماس واکنش‌دهنده‌ها و کاتالیست به‌شدت افزایش یابد و واکنش‌های شیمیایی با سرعت و کارایی بیشتری انجام شوند. همچنین به دلیل ابعاد نانومتری ذرات، مقدار کمتری از فلزات گرانبها مورد نیاز است که علاوه بر کاهش هزینه‌ها، بهره‌وری بیشتری نیز به همراه دارد. این مبدل‌ها قادرند در دماهای پایین‌تر هم عملکرد مطلوبی داشته باشند؛ موضوعی که به‌ویژه در هنگام روشن شدن خودرو در هوای سرد پاییز و زمستان اهمیت زیادی پیدا می‌کند.

با شروع فصل پاییز، پدیده وارونگی دما در کلان‌شهرها باعث تجمع آلاینده‌ها در لایه‌های پایین جو و افزایش آلودگی هوا می‌شود. در چنین شرایطی، سهم خودروها به‌ویژه وسایل نقلیه فرسوده در انتشار آلاینده‌های سمی بسیار بالاست. به کارگیری مبدل‌های نانوکاتالیستی می‌تواند به‌طور مستقیم در کاهش این آلاینده‌ها مؤثر باشد.

این مبدل‌ها قادرند میزان مونوکسیدکربن خروجی از اگزوز خودروها را کاهش دهند. همچنین هیدروکربن‌های نسوخته که از عوامل اصلی تشکیل ازن و ذرات معلق هستند، به میزان قابل‌توجهی تجزیه می‌شوند. کاهش اکسیدهای نیتروژن نیز به کنترل پدیده باران اسیدی و کاهش ذرات معلق ثانویه کمک می‌کند. بدین ترتیب، استفاده گسترده از این فناوری می‌تواند یکی از راهکارهای اصلی برای کاهش آلودگی هوای پاییزی در کلان‌شهرها باشد.

مزایای استفاده از فناوری نانو در مبدل‌های کاتالیستی

افزایش کارایی و طول عمر: نانوذرات سطح فعال بیشتری ایجاد می‌کنند و مانع از کاهش کارایی مبدل در طول زمان می‌شوند.

کاهش مصرف فلزات گرانبها: به دلیل افزایش راندمان، نیاز به استفاده از پلاتین و پالادیوم کمتر می‌شود.

عملکرد مناسب در دماهای پایین: این ویژگی به کاهش آلاینده‌ها در شروع حرکت خودروها کمک می‌کند.

هزینه کمتر در درازمدت: با افزایش طول عمر و کاهش نیاز به تعویض مبدل، هزینه‌های نگهداری کاهش می‌یابد.

سازگاری زیست‌محیطی بیشتر: کاهش چشمگیر انتشار آلاینده‌های سمی، سلامت عمومی و کیفیت هوا را بهبود می‌بخشد.