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Le Contrôle Des Propriétés Matérielles utilisant la Nanotechnologie Réduirait la Quantité de Platine Requise dans le Convertisseur Catalytique

Published on September 27, 2010 at 8:12 PM

Les sous-produits toxiques effectués quand une engine de véhicule brûle l'essence sont dirigés dans le convertisseur catalytique, où les réactions chimiques les transforment en beaucoup moins de substances toxiques comme l'eau et le dioxyde de carbone.

Le catalyseur qui abaisse l'énergie de lancement de ces réactions chimiques de sorte qu'ils puissent avoir lieu aux températures raisonnables et les vitesses soit habituellement platine, un des métaux précieux les plus rares et du monde. Puisque le platine est si cher, les constructeurs d'automobiles veulent utiliser le moins possible, et l'utiliser aussi effectivement comme possible.

Les nanoparticles neufs de platine de charges de calcul sur des nanofirbers et enduit alors les nanoparticles de la silice et d'un composé pore-produisant organique qui peuvent être retirés par le chauffage doux. L'étui poreux permet à des gaz d'atteindre le platine, mais empêche les particules de totaliser. Younan Xia/WUSTL

Pour maximiser sa surface particulière (surface selon la masse d'ensemble) et pour cette raison son activité chimique, les constructeurs enduisent un support céramique de petites particules de platine. Mais quand le convertisseur devient chaud, les agrégats de platine, formant les grands blocs qui ne peuvent pas effectuer les réactions de désintoxication en tant qu'effectivement. Pour compenser la perte d'efficience, les convertisseurs doivent contenir plus de platine, un neede rare en métal mal pour d'autres applications d'énergie propre, telles que des cellules à combustible.

Un système catalytique modèle, décrit cette semaine en ligne de l'Édition Internationale d'Angewantde Chemie du Tourillon de la Société Chimique Allemande, empêche le platine de totaliser, de sorte que moins soit nécessaire pour chaque convertisseur.

Le système a été conçu par une équipe des scientifiques comprenant Younan Xia, PhD, James M. McKelvey Professeur de Génie Biomédical dans l'École du Bureau D'études et de la Science Appliquée à l'Université de Washington à St Louis. L'équipe inclut également Charles T. Camvell, Phd, Lloyd E. et Florence M. West Professeur de Chimie à l'Université de Washington à Seattle et Paul T. Fanson, PhD, un pharmacien à la Construction Automobile De ToyotaToyota et Fabrication Amérique du Nord à Ann Arbor.

Le développement principal est d'enduire des nanoparticles de platine d'une couche poreuse de silice. À cause de sa faible interaction avec le platine, la couche de silice fournit un barrage d'énergie qui juge le platine en place même très aux températures élevées, évitant l'activité catalytique de totalisation et de mise à jour.

La première étape en effectuant le système neuf est de charger des nanofibers de dioxyde de titane avec des nanoparticles de platine. Ce support rend le catalyseur de platine plus actif en fournissant les électrons supplémentaires pour certaines des réactions de détoxication. Les fibres chargées sont alors enduites de la silice contenant un agent pore-produisant organique, qui a été alors retiré par la chauffage à 350 degrés de C pour produire les étuis poreux.

« Il est très délicat pour effectuer ce genre de vêtir assez légèrement et assez poreux ainsi vous n'affectez pas réellement l'activité du catalyseur de platine. De sorte que soit un développement important, » Xia dit.

Les Expériences ont alors prouvé que le platine silice-enduit a mis à jour sa capacité catalytique à températures élevées beaucoup que le platine non-enduit, qui a commencé à totaliser à températures aussi basses que 350 degrés de C.

Yunqian Dai, l'auteur important sur le papier et un étudiant de troisième cycle de visite de Chine, dit que ce développement « améliorera grand la thermostabilité » des catalyseurs de platine, bien qu'il ne soit pas encore clair si s'il mènera au convertisseur catalytique neuf conçoit.

« Il examine comme nous pouvons faire fonctionner ces jusqu'à 750 degrés sans n'importe quelle agglomération significative, » dit Xia. « La température typique pour un convertisseur catalytique est environ 550, tellement en ce sens, il devrait pouvoir durent pendant un plus long temps. »

Ensuite pour le thé de Xia, est étudier les systèmes catalytiques avec différentes compositions, telles que l'oxyde d'aluminium plutôt que la mise en gaine de silice.

Le Platine est si cher, Xia dit, les convertisseurs sont parfois volés et il est économique pour réutiliser les vieux pour récupérer le métal précieux. L'objectif de sa recherche, cependant, est d'utiliser beaucoup moins de platine, ainsi les véhicules coûtent moins et plus du métal est disponible pour d'autres usages.

Last Update: 12. January 2012 04:38

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