华盛顿州立大学
钯氧化物催化剂“筏”与单个铂原子结合在一起，可有效清除天然气发动机的排放物
信用:PNNL科特兰·约翰逊
一种新开发的具有独特的原子大小的“筏”的催化剂在净化天然气发动机排放物方面比目前的技术做得更好
这项工作发表在《自然催化》杂志上，可以使天然气驱动的技术更清洁，对卡车、越野车和设备动力系统更可行
研究人员开发了钯氧化物的催化剂“筏”，它与铂的单个原子结合在一起
他们的催化剂能有效净化天然气，使催化反应更能耐受水蒸气，减少未燃烧甲烷的排放
虽然天然气发动机比汽油或柴油发动机更清洁，产生的二氧化碳排放量减少了约25%，微粒污染也减少了，但它们排放的是未燃烧的甲烷，因为它们的废气催化转化器在低温下效率不高
新的发展被证明比现有技术具有更高的反应速率
“能源效率的提高必须与后处理技术齐头并进，”华盛顿州立大学基因和琳达·沃伊兰化学工程和生物工程学院沃伊兰杰出教授王勇说，她也是这篇论文的相应作者之一
“目前，从甲烷燃烧发电还不能使用最高效的燃烧技术
所以这是可行的，但是在效率上还有进一步提高的空间
" 该团队由来自WSU和新墨西哥大学的研究人员领导，在美国、欧盟和中国有许多合作者
虽然没有在美国广泛使用
S
，天然气发动机普遍用于世界各地的车辆，尤其是在中国、伊朗和印度
因为它们比柴油发动机污染少，所以它们经常被用于城市地区的卡车和公共汽车
天然气驱动的发动机也用于天然气工业，运行数千台压缩机，将天然气泵送到人们的家中
然而，这些以天然气为动力的车辆排放未燃烧的甲烷，因为它们的废气催化转换器在低温下效率不高
发动机工作效率越高，燃烧越清洁，排气温度越低，催化剂清除污染物的性能越差
尤其是发动机中未燃烧的甲烷，它是一种强有力的温室气体，比二氧化碳差25倍，导致了气候变化
此外，王说，甲烷燃烧的副产品之一是水，而传统的催化剂在有水的情况下工作是“出了名的糟糕”
更清洁的燃烧燃料最终会在去除污染物方面对自身不利
与通常使用的由钯氧化物纳米颗粒制成的催化剂相比，研究人员开发的筏对水蒸气具有更好的耐受性，反应性得到改善
“强结合的铂(Pt)可以作为添加的金属原子的成核点，”阿布亚·K说
达蒂，UNM化学和生物工程系教授，也是这项研究的相应作者之一
“利用捕获的铂原子，我们能够证明铂和钯氧化物二维筏的形成，这改变了活性相的氧化状态和反应性
" UNM化学和化学生物学系教授郭华说:“我们的理论计算表明，木筏不容易分解水，从而抑制了甲烷氧化催化中水中毒的不利影响。”
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