Η μείωση των εκπομπών άνθρακα από τους δρόμους, τους σιδηρόδρομους και τη ναυτιλία απαιτεί την εφαρμογή μιας σειράς λύσεων ταυτόχρονα. Όσον αφορά τα αυτοκίνητα, η συνολική μείωση του αριθμού των ταξιδιών (με τη διευκόλυνση του περπατήματος και του ποδηλάτου για τους ανθρώπους και τη βελτίωση των δημόσιων συγκοινωνιών), την αλλαγή των καυσίμων στα οχήματα και την αξιοποίηση αυτών των οχημάτων που βρίσκονται ήδη στο δρόμο πρέπει όλα να παίξουν ένα μέρος. Καμία από αυτές τις λύσεις δεν είναι επαρκής από μόνη της.

Το 2030, η πώληση νέων επιβατικών αυτοκινήτων ντίζελ και βενζίνης θα τεθεί εκτός νόμου στο Ηνωμένο Βασίλειο. Το μέλλον της επιβατικής αυτοκίνησης θα είναι ηλεκτρικό. Πρόσφατο όμως προβλήματα με την προμήθεια εξαρτημάτων και την υψηλό κόστος παραγωγής άνθρακα τα ηλεκτρικά οχήματα θα μπορούσαν να καθυστερήσουν τα κλιματικά οφέλη αυτής της μετάβασης.

Για να αξιοποιήσουν καλύτερα τα υπάρχοντα οχήματα που καίνε βενζίνη και ντίζελ -και τον άνθρακα που επενδύθηκε στη δημιουργία τους- οι οδηγοί και οι κατασκευαστές μπορούν να μειώσουν τις εκπομπές μιας οικογένειας ενώσεων που ονομάζονται οξείδια του αζώτου, οι οποίες είναι συνδέονται με παθήσεις του αναπνευστικού, μέσω της καλύτερης επεξεργασίας των καυσαερίων. Με αυτόν τον τρόπο, οι κοινότητες που έχουν πληγεί περισσότερο από την ατμοσφαιρική ρύπανση μπορούν τουλάχιστον να προστατευθούν προτού τελικά εξαλειφθούν οι επιβλαβείς εκπομπές των οχημάτων.

Η ερευνητική μου ομάδα αναπτύσσει μια νέα γενιά καταλυτικών μετατροπέων—τις συσκευές που τοποθετούνται σε σωλήνες εξάτμισης για τη μείωση της απελευθέρωσης τοξικών αερίων. Εμπνευσμένοι από τη χημεία που παρατηρείται στην επιφάνεια εξαιρετικά καυτών πλανητών όπως η Αφροδίτη, έχουμε παρήγαγε ένα συνθετικό υλικό που θα μπορούσε να βελτιώσει την ποιότητα του αέρα.

Από την Αφροδίτη στις εξατμίσεις οχημάτων

Το φως του ήλιου καταστρέφει το διοξείδιο του άνθρακα (COXNUMX) στις ατμόσφαιρες των πλανητών, παράγοντας μονοξείδιο του άνθρακα (CO). Όχι αρκετά γρήγορα για να αποτρέψει την κλιματική αλλαγή, αλλά αρκετά ώστε ατμόσφαιρες όπως η Αφροδίτη να περιέχουν πολύ περισσότερο CO από ό,τι παρατηρούμε εκεί.

Η ομάδα μας μελετά τις επιδράσεις του μετεωρικού υλικού (σκόνη που έρχεται από το διάστημα) στις ατμόσφαιρες. Μια σκόνη πυριτικού σιδήρου φτιάξαμε η οποία αναπαράγει αυτή τη σκόνη μπορεί να επιταχύνει τη μετατροπή του CO σε COXNUMX. Αυτό σχεδιάστηκαν να κάνουν οι πρώτοι καταλύτες στα αυτοκίνητα, αφού το CO είναι τοξικό αέριο.

Αυτό μας έκανε να σκεφτούμε αν αυτό το υλικό θα μπορούσε να βοηθήσει σε άλλα προβλήματα, όπως η ρύπανση από οξείδια του αζώτου, η οποία υπερβαίνει τα νόμιμα όρια στον αέρα πολλών πόλεων του Ηνωμένου Βασιλείου. Η κακή ποιότητα αέρα από τις εξατμίσεις των οχημάτων επιβαρύνει το κόστος δεκάδες χιλιάδες ζωές ετησίως.

Βρήκαμε ότι όχι μόνο μπορεί η σκόνη ταυτόχρονα καθαρισμός Εκπομπές CO και οξειδίου του αζώτου, αλλά μπορεί να μετατρέψει το διοξείδιο του αζώτου (NOXNUMX, ένα επιβλαβές αέριο που ρυθμίζεται ειδικά) σε αβλαβές μοριακό άζωτο (NXNUMX) και νερό σε θερμοκρασία δωματίου.

Οι καταλύτες για την επεξεργασία των εκπομπών οξειδίου του αζώτου (NOx) που είναι εγκατεστημένοι σε σύγχρονα οχήματα ντίζελ λειτουργούν μόνο σε θερμοκρασίες καυσαερίων πάνω από 150°C. Ακόμα κι αν το αυτοκίνητό σας χρησιμοποιεί ένα πρόσθετο υγρό για τη μείωση των εκπομπών οξειδίων του αζώτου, είναι απίθανο να λειτουργήσει ενώ οδηγείτε αργά όταν η εξάτμιση είναι πιο δροσερή. Αυτό συμβαίνει όταν τα οχήματα εκπέμπουν τα περισσότερα NOXNUMX—συχνά σε κυκλοφοριακή συμφόρηση όπου μπορεί να συσσωρευτεί ο πιο μολυσμένος αέρας.

Όταν το ηλεκτρικό δίκτυο είναι απανθρακωμένο και αρκετά στιβαρό για να φορτίζει εκατομμύρια ηλεκτρικά οχήματα, οι καταλυτικοί μετατροπείς ικανοί να αφαιρούν τα οξείδια του αζώτου μπορεί να εξακολουθούν να είναι σημαντικοί. Για παράδειγμα, το καύσιμο φυσικού αερίου σε βιομηχανικούς κλιβάνους είναι πιθανό να αντικατασταθεί με υδρογόνο.

Σε αντίθεση με τα λεωφορεία και τα αυτοκίνητα που λειτουργούν με υδρογόνο, τα οποία παράγουν ενέργεια μέσω μιας αντίδρασης σε μια κυψέλη καυσίμου, μεγαλύτερες εφαρμογές όπως οι φούρνοι σε χαλυβουργεία θα καίνε απευθείας καύσιμο υδρογόνου. Αυτή η καύση σε υψηλή θερμοκρασία θα μετατρέψει το μοριακό άζωτο στον αέρα σε ρύπανση από οξείδιο του αζώτου, η οποία θα πρέπει να αφαιρεθεί.

Γι' αυτό, είμαστε ενθουσιασμένοι που αναπτύσσουμε ένα πρωτότυπο μετατροπέα εκπομπών που μπορεί να λειτουργήσει στις περισσότερες περιπτώσεις, με τη δυνατότητα να μειώσει ριζικά τις τοξικές εκπομπές από κινητήρες εσωτερικής καύσης και άλλες πηγές στο μέλλον.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Image Credit: Hans / 20749 εικόνες