实时•全面•专业

Prompt•Overall•Professional

技术突破

战略动态 > 技术突破

日本丰田发售新型废气净化催化剂

2017-02-24 230浏览 标签:

2017年222日,日本丰田汽车株式会社(以下简称“丰田”)发布消息称,研发了一种新型催化剂并已实现商业化。在保证相同废气净化性能的情况下,新型催化剂的贵金属用量可降低20%,并且体积也缩小20%。该产品是全球第一个采用FLAD®(Flow Adjustable Design Cell)基材设计的催化剂。该催化剂的内部与外部单元具有不同的横截面积。创新的设计和制备技术可以保证新型催化剂实现大规模生产。据丰田称,新型催化剂将逐步安装在新车型上,预计今年会首先应用在“Lexus LC 500h”车型中。

通过增加催化剂中贵金属的使用量,来达到净化废气和改善空气污染的目的,会产生许多问题,如成本增加和资源枯竭。丰田已经进行了大量的研发工作,以寻求提高催化剂贵金属净化效率的解决方案,如寻求最优的基材形状和长度、修改单元的壁厚和横截面积。其它研发工作还包括,选择性地涂覆贵金属和其它催化材料以及根据废气流改变催化剂基材单元的密度。

丰田和电装株式会社(Denso Corporation)共同开发了这种新型FLAD®基材,以提高废气流的均匀性。两家公司通过优化内部和外部单元的横截面积比以及它们相应的密度,成功改善了催化剂内废气流的均匀性。

 


图 传统与新型催化剂结构对比

 

如上图所示,左侧为传统催化剂结构,每个单元具有统一的横截面积,右侧为新型催化剂结构,内部单元的横截面积较小,外部单元的横截面积较大。

目前,汽油发动机中最常用的废气净化催化剂基材是由陶瓷制备,由方形或六边形单元组成蜂窝结构。基材内的单元壁采用的是催化材料,如铂、铑、钯及其它贵金属。催化材料通过氧化还原反应净化有害废气(如一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物和氮氧化合物)。

催化剂中均匀的废气流可以与贵金属和其它催化材料充分接触,从而有效地净化废气。然而,具有均匀横截面积的传统基材会导致废气的不均匀流动,这是由于催化剂内部的气体流动更快且体积大于外部的气体。因此为了保证净化性能,在催化剂的内部(流速大)需要更多的贵金属。目前催化剂涂覆技术要求涂覆过程中所有单元需均匀涂覆,因此较低废气流速和较高废气流速的部分具有相同量的催化贵金属。

 

图 传统与新型催化剂内部废气流动对比

 

今后丰田将会与业务伙伴积极合作,研发催化剂技术,进一步减少贵金属的使用量。

留言(0)