Учёные из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали недорогой метод снижения загрязнения воздуха от двигателей внутреннего сгорания, работающих на водороде. Двигатели внутреннего сгорания, работающие на водороде, являются перспективным решением в борьбе с изменением климата, поскольку они мощные и не выделяют углерода. Однако они выделяют оксиды азота, которые реагируют с другими соединениями в атмосфере, образуя вредный озон и мелкие частицы.
Исследователи обнаружили, что введение платины в каталитические нейтрализаторы с высокопористым материалом, называемым Y-цеолитами, значительно усиливает реакции между оксидами азота и водородом, превращая их в безвредный газообразный азот и водяной пар.
Цеолиты — это недорогие материалы с определённой кристаллической структурой, состоящей в основном из атомов кремния, алюминия и кислорода. Их большая площадь поверхности и решётчатая структура из однородных пор и каналов позволяют более эффективно разлагать загрязняющие вещества.
Исследователи смешали платину с цеолитом Y и создали систему, которая эффективно захватывает воду, образующуюся в процессе сгорания водорода. Эта богатая водой среда способствует активации водорода, что является ключом к повышению эффективности восстановления азота.
Шаохуа Се (Shaohua Xie), ведущий автор исследования, объяснил, что сам цеолит не является катализатором. Вместо этого он повышает эффективность платинового катализатора, создавая богатую водой среду. Соавторы аспирант Липин Лю (Liu), и Хунлян Синь (Hongliang Xin), доцент Virginia Tech, дополнительно подтвердили эту концепцию посредством теоретического моделирования новой каталитической системы.
Исследователи смешали порошки платины и цеолита Y и предоставили их сотрудничающему учёному Юэцзину Ли (Yuejin Li) из BASF Environmental Catalyst and Metal Solutions (ECMS) в Айселине (штат Нью-Джерси). Порошок был превращён в густую жидкую суспензию со связующими соединениями и нанесён на сотовые структуры внутри прототипов каталитических преобразователей.