БОЛЬШЕ СООТВЕТСТВИЯ ПОВСЕДНЕВНЫМ ЗАДАЧАМ

БОЛЬШЕ СООТВЕТСТВИЯ ПОВСЕДНЕВНЫМ ЗАДАЧАМ. МЕНЬШЕ НЕОДНОЗНАЧНОСТИ.

В 1992 году был введен Новый европейский ездовой цикл (NEDC). С тех пор эта процедура применяется для определения расхода топлива и выбросов транспортных средств. Но в условиях этого лабораторного теста всегда были недостатки в определении реальных значений расхода топлива и выбросов.

Поэтому до осени 2018 года NEDC должен шаг за шагом заменить новый ездовой цикл под названием WLTP (Всемирная согласованная процедура испытаний транспортных средств малой грузоподъемности).

Этот лабораторный тест будет также дополнен испытанием на выбросы, при котором выбросы загрязняющих веществ измеряются непосредственно на дороге: проводится т. назыв. RDE (испытание на выбросы в реальных условиях движения).

ОТ NEDC К WLTP.

БОЛЕЕ БЛИЗКИЕ К РЕАЛЬНЫМ ЗНАЧЕНИЯ РАСХОДА ТОПЛИВА И ВЫБРОСОВ БЛАГОДАРЯ БОЛЕЕ БЛИЗКИМ К РЕАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ ИСПЫТАНИЙ.

WLTP является новой юридически обязательной процедурой испытания для всех производителей автомобилей для определения показателей выбросов с выхлопными газами и расхода топлива. Благодаря приближению условий испытаний к реальным условиям WLTP будет обеспечивать значения, в большей степени соответствующие практике. Одно из изменений ― значительно увеличенная продолжительность теста (30 вместо 20 минут), а также заново определенная значительно более высокая скорость транспортных средств при испытаниях.

Для повышения точности определения выбросов CO2 новая процедура испытаний будет включать не только стандартные варианты оборудования, как это было раньше, но и все специальные варианты оборудования автомобиля. Это даст диапазон, находящийся между двумя значениями для каждого вида транспортного средства: самым низким и самым высоким возможными стандартными значениями расхода топлива в соответствии с вариантами оборудования.

Но в случае конкретной конфигурации автомобиля индивидуальное стандартное значение может быть указано непосредственно.

Благодаря WLTP в будущем станет возможным лучше оценивать расход топлива и выбросы CO2. Поскольку эти величины будут измеряться в условиях, более близких к реальным, чем раньше, для транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания ожидаются высокие значения расхода топлива и выбросов CO2. Для электромобилей уменьшится значение расстояния, которое можно пройти на одной зарядке.

MINI уже работает над переходом на новую процедуру испытаний и шаг за шагом готовит свой портфель продуктов с новыми транспортными средствами, новыми версиями двигателей и техническими изменениями. Это позволит обеспечить полное соответствие WLTP всего парка автомобилей BMW Group.

С сентября 2018 года все производители автомобилей во всем ЕС, а также в Швейцарии и Турции будут юридически обязаны выпускать только транспортные средства, испытанные в соответствии с процедурой WLTP. Переход на нормы WLTP на конкретных рынках будет зависеть от соответствующего национального законодательства. Но до декабря 2020 года все страны, которые принимают законодательство ЕС о допуске транспортных средств, должны указать значения WLTP в качестве нормативных для всех транспортных средств.

“Новый тест обеспечит более высокое соответствие лабораторных измерений показателям эффективности автомобиля на дороге” *

– Европейская ассоциация производителей автомобилей

WLTP В СРАВНЕНИИ С NEDC.

Существуют различия между старой и новой процедурой испытаний.

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ СНИЖЕНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ СО ПРИ ХОЛОДНОМ ЗАПУСКЕ ДВИГАТЕЛЯ

Полный текст:

• Аннотация
• Об авторах
• Список литературы
• Cited By

Аннотация

Выбросы транспортных средств являются основным источником CO – одного из самых ядовитых газов. Он не только вредно влияет на человека и растительность, но также загрязняет окружающую среду и косвенно способствует глобальному потеплению. В фазе холодного старта двигателя выброс СО увеличивается на 60–80 %, даже если автомобиль оснащен TWC. Таким образом, задача устройств, регулирующих выбросы бензинового автомобиля, заключается в снижении выбросов CO до уровня ниже 1,0 г/км. В данной работе катализатор Au-CuCe/γ-Al2O3 был испытан на активность в окислении СО и продолжительность срока службы. Катализатор был приготовлен методом пропитки по влагоемкости и прокален при 600 °С. Удельная площадь поверхности катализатора, определенная по адсорбции азота методом БЭТ, составила 103,48 м2/г, размер пор 28,664 нм, объем пор 0,07 см3/г. Дифракционная картина катализатора подтвердила преобладание флюоритной структуры CeO2 кристаллов в аморфном состоянии, а также показала присутствие кристаллов CuO теноритной фазы. В аморфном состоянии наблюдался также очень небольшой пик от наноразмерного Au. XPS исследования показали сосуществование в катализаторе Ce3+/Ce4+. Медь в форме Cu(I), Cu(II) в октаэдрических позициях и Cu(II) в тетраэдрических позициях соответственно наблюдалась наряду с Cu+ и Ce3+. Также был обнаружен типичный пик Au. Полная конверсия СО наблюдалась около 80 °C. Для определения продолжительности срока службы катализатор был прокален при 800 °С, конверсию на нем измеряли в течение 50 ч непрерывной работы, дезактивация катализатора не наблюдалась. Благодаря низкой стоимости и доступности Au-CuCe/γ-Al2O3 может быть рекомендован для использования в качестве катализатора окисления автомобильных выхлопных газов при температуре холодного запуска двигателя.

Ключевые слова

Об авторах

Список литературы

1. Shinjoh H. // Catal. Surv. Asia. 2009. Vol. 13. P. 184—190.

2. Heck R.M., Farrauto R.J. // Appl. Catal. A: Gen. 2001. Vol. 221. P. 443—457.

3. Gandhi H.S., Graham G.W., McCabe R.W. // J. Catal. 2003. Vol. 216. P. 433—442.

4. Suresh Y., Sailaja Devi M.M., Manjari V., Das U.N. // Environ. Pollut. 2000. Vol. 109. P. 321—325.

5. Peters A., Liu E., Verier R.I. et al. // Epidemiology. 2000. Vol. 11. P. 11—17.

6. Vehicular exhaust: environmental standards [Electronic resource] // CPCB (Central Pollution Control Board, Ministry of Environment & Forests, India): [site]. URL: http://cpcb.nic.in (last accesses on 24.03.2012). Acres G.J.K., Harrison B. // Top. Catal. 2004. Vol. 28. P. 3—11.

7. Labhsetwar N., Biniwale R.B., Kumar R., Rayalu S., Devotta S. // Catal. Surv. Asia. 2006. Vol. 10, № 1. P. 55—64.

8. Hu T., Wei Y., Liu S., Zhou L. // Energy & Fuels. 2007. Vol. 21. P. 171—175.

9. Weilenmann M., Soltic P., Saxer C., Forss A.-M., Heeb N. // Atmos. Environ. 2005. Vol. 39. P. 2433—2441.

10. Solov’ev S.A., Orlik S.N. // Kinet. Catal. 2009. Vol. 50. P. 705—714.

11. Prasad R., Rattan G. // Bull. Chem. React. Eng. Catal. 2009. Vol. 4, № 1. P. 5—9.

12. Harrison P.G., Ball I.K., Azelee W., Daniell W., Goldfarb D. // Chem. Mater. 2000. Vol. 12. P. 3715—3725.

13. Huber F., Venvik H., Rønning M., Walmsley J., Holmen A. // Chem. Eng. J. 2008. Vol. 137, № 3. P. 686—702.

14. Denkwitz Y., Schumacher B., Kučerová G., Behm R.J. // J. Catal. 2009. Vol. 267, № 1. P. 78—88.

15. Haruta M. // Catal. Today. 1997. Vol. 36. P. 153—166.

16. Mellor J.R., Palazov A.N., Grigorova B.S., Greyling J.F., Reddy K., Letsoalo M.P., Marsh J.H. // Catal. Today. 2002. Vol. 72. P. 145—156.

17. Haruta M. // J. New Mater. Electrochem. Systems. 2004. Vol. 7. P. 163—172.

18. Dekkers M.A.P., Lippits M.J., Nieuwenhuys B.E. // Catal. Today. 1999. Vol. 54, p. 381—390.

19. Hutchings G.J. // Catal. Today. 2005. Vol. 100. P. 55—61.

20. Grisel R.J.H., Nieuwenhuys B.E. // J. Catal., 2001. Vol. 199. Р. 48.

21. Grisel R.J.H., Weststrate C.J., Goossens A., Crajé M.W.J., van der Kraan A.M., Nieuwenhuys B.E. // Catal. Today. 2002. Vol. 72. P. 123—132.

22. Gluhoi A.C., Lin S.D., Nieuwenhuys B.E. // Catal. Today. 2004. Vol. 90. P. 175—181.

23. Arena F., Famulari P., Trunfio G., Bonura G., Frusteri F., Spadaro L. // Appl. Catal. B: Environ. 2006. Vol. 66. P. 81—91.

24. Qin J., Lu J., Cao M., Hu C. // Nanoscale. 2010. Vol. 2. P. 2739—2743.

25. Jin L.-y., He M., Lu J.-q., Luo M.-f., Fang P., Xie Y.-l. // Chin. J. Chem. Phys. 2007. Vol. 20. P. 582—586.

26. Venezia A.M., Longo A., Casaletto M.P., Liotta F.L., Deganello G., Pantaleo G., Di Carlo G. // J. Phys. Chem.

27. B. 2005. Vol. 109. P. 2821—2827.

28. Sangeetha P., Chen Y.-W. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2009. Vol. 34. P. 7342—7347.

29. Haider P., Grunwaldt J.-D., Seidel R., Baiker A. // J. Catal. 2007. Vol. 250. P. 313—323.

30. Pongstabodee S., Monyanon S., Luengnaruemitchai A. // J. Industr. Eng. Chem. 2012. Vol. 18. P. 1272—1279.

31. Pojanavaraphan C., Luengnaruemitchai A., Gulari E. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2013. Vol. 38. P. 1348—1362.

32. Andreeva D., Idakiev V., Tabakova T., Ilieva L., Falaras P., Bourlinos A., Travlos A. // Catal. Today. 2002. Vol. 72. P. 51—57.

33. Epling W.S., Hoflund G.B., Weaver J.F., Tsubota S., Haruta M. // J. Phys. Chem. 1996. Vol. 100. P. 9929—

35. Bera P., Hegde M.S. // Catal. Lett. 2002. Vol. 79. P. 75—81.

36. Pillai U.R., Deevi S. // Appl. Catal. A: Gen. 2006. Vol. 299. P. 266—273.

37. Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity (Recommendations 1984): report of IUPAC // Pure Appl. Chem. 1985. Vol. 57. P. 603—619.

38. Su Y., Wang Shuping, Zhang T., Wang Shurong, Zhu B., Cao J., Yuan Z., Zhang S., Huang W., Wu S. // Catal. Lett. 2008. Vol. 124. P. 405—412.

39. Zhang T., Wang S.P., Yu Y., Su Y., Guo X., Wang S.R., Zhang S., Wu S. // Catal. Commun. 2008. Vol. 9. P. 1259— 1264.

40. Zhu J., Gao Q., Chen Z. // Appl. Catal. B: Environ. 2008. Vol. 81. P. 236—243.

41. Polster C.S., Nair H., Baertsch C.D. // J. Catal. 2009. Vol. 266. P. 308—319.

42. Tavares A.C., Cartaxo M.A.M., Da Silva Pereira M.I., Costa F.M. // J. Electroanal. Chem. 1999. Vol. 464. P. 187—197.

43. Fradette N., Marsan B. // J. Electrochem. Soc. 1998. Vol. 145. P. 2320—2327.

44. Li G.H., Dai L.Z., Lu D.S., Peng S.Y. // J. Solid State Chem. 1990. Vol. 89. P. 167—173.

45. Liu W., Flytzani-Stephanopoulos M. // J. Catal. 1995. Vol. 153. P. 304—316.

46. Ko E.-Y., Park E.D., Seo K.W., Lee H.C., Lee D., Kim S. // Catal. Today. 2006. Vol. 116, № 3. P. 377—383.

Для цитирования:

Сингх П., Прасад Р. КАТАЛИТИЧЕСКОЕ СНИЖЕНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ СО ПРИ ХОЛОДНОМ ЗАПУСКЕ ДВИГАТЕЛЯ. Катализ в промышленности. 2014;(1):42-48.

For citation:

Pratichi S., Prasad R. Catalytic Abatement of Cold-Start Vehicular CO Emissions. Kataliz v promyshlennosti. 2014;(1):42-48. (In Russ.)

Как на экологию России влияют космические пуски

2017-й в России президентским указом объявлен Годом экологии. Говоря о развертывании многоцелевых орбитальных комплексов, планах создания лунной базы, а в будущем и базы на Марсе как резервного дома для человечества, нельзя забывать и о первом и главном доме — Земле и ее экологии.

Интенсивное освоение космоса может привести к весьма ощутимым воздействиям на околоземную среду. Прежде всего это касается загрязнения окружающей среды выбросами продуктов сгорания ракетных топлив при пусках ракет-носителей.

Проблему воздействия ракетно-космической техники на окружающую среду ТАСС попросил прокомментировать главного научного сотрудника головного научного института госкорпорации «Роскосмос» ЦНИИмаш, доктора технических наук, академика Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского Валерия Клюшникова.

О загрязнении биосферы Земли

Наиболее серьезное воздействие на окружающую среду в ракетно-космической деятельности происходит в процессе пуска ракеты-носителя. Пуски проводятся только в специально отведенных для этого местах — на космодромах.

Вклад пусков ракет-носителей в загрязнение биосферы можно оценить, сравнив долю выбросов продуктов сгорания ракетных топлив с общим объемом атмосферных выбросов предприятиями промышленности.

Ежегодно в лабораториях промышленно развитых стран синтезируются и попадают в окружающую среду сотни ксенобиотиков со слабо изученными токсикологическими свойствами. По мнению Клюшникова, на этом фоне влияние ракетно-космической деятельности на общую экологическую ситуацию на планете исчезающе мало и вряд ли станет заметным в обозримом будущем.

О выбрасываемых в атмосферу токсичных веществах

К токсичным веществам, выбрасываемым в атмосферу при пусках ракет-носителей, относятся оксиды азота и углерода.

При пусках твердотопливных ракет-носителей дополнительно образуются хлороводород, хлор и оксид алюминия. При работе ракетных двигателей в атмосферу выбрасываются и другие опасные вещества (атомарный водород, гидроксил, оксиды азота и др.), но это лишь доли процента в общем количестве продуктов сгорания.

Наиболее токсичны из перечисленных веществ хлороводород, хлор и диоксид азота. Оксид углерода после выброса в атмосферу быстро окисляется до углекислого газа.

Что касается оксида алюминия, то он представляет опасность лишь в виде аэрозоля, и то при систематическом воздействии больших количеств.

О жидком и твердом топливе

Академик считает, что если рассматривать воздействие ракеты на окружающую среду на протяжении всего ее жизненного цикла, то на этапе хранения в заправленном состоянии более безопасны твердотопливные ракеты. Но при пуске меньшее воздействие на окружающую среду оказывают жидкостные ракеты-носители.

Мы в соцсетях

2 Марта 2021

Ученые из Института катализа СО РАН и Университета Барселоны разработали катализатор для снижения содержания угарного газа в атмосфере. Особенность этого катализатора в том, что он эффективно работает при температуре воздуха ниже нуля. В перспективе разработку можно будет использовать для нейтрализации вредных выбросов автомобильного транспорта и выбросов от ТЭЦ, которые работают на ископаемом топливе.

Загрязнение воздуха в результате сжигания топлива — серьезная экологическая проблема. Присутствие оксидов азота, очень мелких частиц углерода и угарного газа (CO) в воздухе густонаселенных городов вредит здоровью человека и приводит к преждевременной смерти. Среди связанных с загрязнением воздуха заболеваний — болезни сердца, инсульт, рак легких.

Большую часть вредных веществ, которые образуются при сжигании углеводородного топлива, нейтрализуют каталитические конвертеры. Трехкомпонентные автомобильные катализаторы обезвреживания выхлопных газов превращают оксиды азота, монооксид углерода и несгоревшие остатки углеводородов в безвредные молекулярный азот, воду и углекислый газ. Но значительная доля выбросов происходит при холодном запуске двигателя, так как катализаторы не работают при низких температурах.

Для решения этой проблемы группа ученых под руководством профессора, доктора химических наук Андрея Боронина из Института катализа СО РАН исследует каталитические свойства сложных наноструктурированных материалов на основе комбинаций металлов и оксидов.

«Мы сосредоточили внимание на платино-цериевой комбинации, способной начать окисление угарного газа (CO) уже при — 50 °C. Эту необычайную низкотемпературную активность мы достигли за счет нанесения атомов и кластеров платины на наноструктурированный диоксид церия. Ключом к пониманию характеристик этих очень активных материалов является синергизм, или взаимное усиление, между оксидным носителем и хорошо распределенной окисленной платиной. Мы можем идентифицировать активные состояния этих компонентов с помощью спектроскопических методов, но для описания их конкретной роли требуются специальные вычислительные модели», — пояснил профессор Андрей Боронин.

На графике: кривые активности катализатора в зависимости от количества платины

Теоретическое моделирование проводила группа профессора ICREA (Catalan Institution for Research and Advanced Studies) Константина Неймана в Университете Барселоны.

«С помощью квантово-химических расчетов на высокопроизводительных компьютерах мы можем моделировать эти сложные материалы и расшифровывать роль каждого компонента в достижении уникальных каталитических характеристик, измеренных экспериментально», — отметил научный сотрудник лаборатории, доктор Альберт Бруш.

Помимо нейтрализации автомобильных выхлопов разработанный катализатор в перспективе можно будет применять для очистки воздуха от выбросов ТЭЦ.

«Полученные материалы также можно использовать для окислительного снижения выбросов загрязняющих веществ, производимых стационарными источниками, такими как электростанции, работающие на ископаемом топливе», — добавил профессор Нейман.

Проведенное исследование — важный шаг в разработке каталитических материалов для низкотемпературной окислительной нейтрализации загрязняющих веществ. Однако пока их широкому применению препятствует высокое содержание платины. По словам профессора Боронина, сейчас ученые работают над достижением таких же высоких показателей каталитической активности, но при сниженном содержании драгоценного металла.

Совместное исследование опубликовано в одном из самых престижных журналов по катализу Applied Catalysis B: Environmental (импакт-фактор 16,6).