Spalanie benzyny oraz oleju napędowego powoduje uzyskiwanie sporych ilości energii, niestety równocześnie prowadzi do uwalniania szkodliwych substancji takich jak tlenek węgla, tlenki azotu oraz węglowodorów. Związki te są toksyczne dla ludzi oraz mają destrukcyjny wpływ na środowisko naturalne, zachodzi więc potrzeba ich skutecznego eliminowania. Od dłuższego czasu w pojazdach trzeba więc montować specjalne systemy redukcji zanieczyszczeń.
Czym jest katalizator?
Wymogi związane z koniecznością ograniczenia ilości oraz rodzaju zanieczyszczeń dostających się do powietrza ze spalin emitowanych przez silniki benzynowe oraz jednostki wysokoprężne montowane w samochodach osobowych, dostawczych oraz ciężarówkach i autobusach sprawiły, że producenci zostali zmuszeni do zastosowania urządzeń nazywanych potocznie katalizatorami spalin. Ich rolą jest zmiana składu chemicznego spalin przez przekształcanie tworzących je związków w inne, których oddziaływanie nie będzie tak szkodliwe dla środowiska. Wykorzystują one rozmaite reakcje chemiczne prowadzące do rozkładu substancji o bardziej złożonej budowie na prostsze, a tym samym mniej toksyczne. Ponieważ do zajścia reakcji potrzebna jest wysoka temperatura oraz zastosowanie specjalnych pierwiastków inicjujących proces rozkładu pełniących funkcję katalizatorów, urządzenia montowane w tym celu w układach wydechowych nazwano reaktorami katalitycznymi lub konwerterami katalitycznymi.
Jak działa katalizator?
Katalizatory to urządzenia, które wykorzystują metale szlachetne takie jak pallad, rod oraz platynę do zainicjowania reakcji rozpadu dwutlenku węgla na tlenek węgla i tlen, zmianę tlenków azotu w azot dwuatomowy i tlen, jak również przekształcenia węglowodorów w wodę i dwutlenek węgla. Jest to możliwe dzięki wysokiej temperaturze gazów spalinowych oraz specjalnej budowie katalizatorów. Składają się one z wkładu w postaci monolitu ceramicznego z siecią równoległych kanalików o niewielkiej średnicy lub podobnej struktury wykonanej z metalu, na których ścianki naniesiono bardzo cienką, mającą od kilku do kilkudziesięciu mikronów grubości powłokę z rodu, palladu i platyny. Takie rozwiązanie sprawia, że cząsteczki spalin przepływające przez wnętrze wkładu mają swobodny kontakt z metalami, może więc zachodzić potrzebna reakcja. W silnikach wysokoprężnych kataliza tlenków azotu wiąże się także z zastosowaniem mocznika zawierającego amoniak.
Co ważne, cenne składniki ze zużytych katalizatorów mogą być poddane recyklingowi. Specjalizuje się w tym m.in. firma Schredder z Dąbrowy Górniczej, zajmująca się ich skupem oraz późniejszym przetwarzaniem i odzyskiem.