巴塞罗那大学 城市汽车尾气空气污染
新西伯利亚，2021年冬天
信用:S
Dukhovnikov 燃料燃烧造成的空气污染是最大的环境问题之一，尤其是在城市环境中
在人口密集的城市，空气中的氮氧化物、非常小的碳颗粒和一氧化碳严重危害人类健康并增加死亡率
巴塞罗那大学和俄罗斯新西伯利亚俄罗斯科学院博尔斯科夫催化研究所的研究人员合作，为减少汽车污染物的排放开辟了道路
在最近的一项研究中，科学家们提出了设计原则和催化剂合成，以在低于0摄氏度的温度下转化空气中的有毒分子
汽车内燃机中产生的大部分有害污染物通过与复杂的催化转换器的相互作用在汽车尾气中得以消除
特别是，所谓的三效汽车尾气催化剂将有害的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物转化为无害的分子氮、水和二氧化碳
然而，剩下的挑战之一是车辆在点火后的最初几分钟内产生的冷启动排放，直到发动机变得足够热以使催化剂开始运行
巴塞罗纳大学理论与计算化学研究所的ICREA教授康斯坦丁·内曼指出:“事实上，平均驾驶过程中的大部分有害排放物都来自这种冷启动排放。”
“因此，开发在低温下高效工作的催化剂是一个非常活跃的研究领域，”他补充道
在这种情况下，由俄罗斯新西伯利亚的博尔科夫催化研究所的安德烈·博林教授领导的研究小组研究了基于金属和氧化物组合的复杂材料的催化性能
西伯利亚团队专注于合成催化剂的低温效率，并确定了一种能够在-50摄氏度开始转化一氧化碳的特殊组合
这种低温效率是通过在纳米结构二氧化铈上精细分散铂来实现的，铂是一种在许多应用中使用的催化活性金属
“这些活性材料性能的关键是氧化物载体和分布均匀的氧化铂之间的协同作用
“我们可以通过光谱技术来识别这些成分，但是确定它们的具体作用需要专门的计算模型，”博宁教授说
这正是康斯坦丁·内曼领导的小组所进行的理论建模工作发挥作用的地方
该研究小组的研究员艾伯特·布吕克斯说:“通过使用高性能计算机进行量子力学计算，我们可以对这些迷人的材料进行建模，并解读每种成分在实验测量的出色催化性能中的作用
" 这项发表在《应用催化:环境》杂志上的研究，是开发低温氧化处理空气污染物的催化材料的重要一步
然而，博宁教授说，“这些催化剂中铂的用量相当大，其成本阻碍了商业上可行的应用
他补充道，“因此，我们目前的工作重点是在大幅降低贵金属负载的情况下实现类似的高性能。”
" 开发这种催化剂的社会影响并不仅限于汽车排放:“这些材料也可以用于氧化处理固定来源(如化石燃料发电厂)产生的污染物，”康斯坦丁·内曼总结道
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