مبدل های کاتالیستی

هدف از پژوهش حاضر شناخت مبدل های کاتالیستی و معرفی فواید و مضرات آن ها بود .

بخش پروژه های دانش آموزی - مهدی رحمانی

دوازدهمین دوره از پروژه ‌های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال ‌های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ‌ها و ایده ‌های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ‌ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده ‌های جالب ، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح ‌های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: مبدل های کاتالیستی

نام ارائه دهنده/دهند گان: علیرضا زرگر

زمینه و نوع پروژه: شیمی

درجه سختی: متوسط

نام مدرسه: شهید دانش

مقدمه

از دهه 1970 میلادی مبدل های کاتالیستی برای تصفیه آلاینده های گاز اگزوز به کار گرفته شد که مهمترین آن ها عبارت است از: کربن مونوکسید، هیدروکربن های نسوخته و اکسیدهای اُزت می باشند که در میان آن ها مونوکسید کربن دارای بیشترین آلودگی است. کاتالیست های سه منظوره یا سه راهه متداول ترین مبدل های برا اگزوز اتومبیل ها شامل فلزات گران بها (پلاتین-پالادیوم و رودیم) می باشند.

آلاینده های گاز اگزوز با عبور از روی این کاتالیست ها به مواد بی ضرر یا کم ضرر تبدیل می شوند. به علت قیمت بالا و محدودیت منابع فلزات گران بها تلاش برای پیدا کردن ترکیب کاتالیستی متفاوتی در حال انجام است تا استفاده از این فلزات به حداقل رسیده یا جایگزین شود. در میان کاتالیست های جایگزین، مخلوط اکسیدهای فلزی پروسکایت نتایج خوبی را داده است. تحقیقات روی پروسکایت ها که حاوی مقدار کمی از فلزات گران بها را دارد منجر به کشف خاصیتی به اسم “Self-Regenerative Function” شده است.

طبق این خاصیت کاتالیست ساختار خود را با شرایط اتمسفری که در آن قرار گرفته است تطبیق می دهد که باعث حفظ فعالیت بالای پروسکایت در طول استفاده به عنوان کاتالیست مبدل های کاتالیستی می شود.

این مبدل ها گاز کربن منوکسید و هیدروکربن های نسوخته را به کربن دی اکسید و آب تبدیل کرده و اکسید اُزت را به گاز نیتروژن تبدیل می کنند. درباره تاریخچه مبدل های کاتالیستی باید گفت که تمایل به عملی کردن این طرح به 50 سال قبل بر می گردد. نحوه ساختاری آن هم ابتدا به صورت پایه گلوله این و به مرور به لانه زنبوری، دو بستره و در آخر سه راهه و 4 راهه تغییر پیدا کرده است.

ساختار مبدل های کاتالیستی:

1. پایه یا تکیه گاه

2. لایه یا پوشش میانی

3. کاتالیست

4. محافظ یا مونولیت

5. محافظ فلزی

به خاطر مشکلات موجود در سیستم مبدل های دومنظوره، مبدل های سه منظوره توسعه یافت. به طوری که اکثر ماشین ها از این مبدل ها به منظور کاهش آلودگی ناشی از گاز اگزوز استفاده می کردند. اصطلاح سه منظوره به این دلیل به کار می رود که این مبدل ها قادر به انجام اکسایش همزمان گازهای کربن مونوکسید و هیدروکربن های نسوخته و همچنین کاهش میزان NOx هستند. دما و ترکیب گاز ورودی به مبدل ها دو کمیت موثر در عملکرد کاتالیست ها است.

هدف

هدف از پژوهش حاضر شناخت مبدل های کاتالیستی و معرفی فواید و مضرات آن ها بود .

روش

بنابراین در پژوهش حاضر دانش آموزان با استفاده از شیوه میدانی و جستجو در منابع کتابخانه ای، مصاحبه با مدیران شرکت های خودروسازی و اگزوز سازی، و همچنین بازدید از این شرکت ها به گردآوری اطلاعات مورد نظر پرداختند و در نهایت به انجام یک پژوهش مروری در مورد کاتالیست ها پرداخته و نتایج کار را در یک مقاله ارائه کردند.

مهارت ‌های کسب شده

1. روش ایده یابی (بارش مغزی)

2. مهارت کار در آزمایشگاه (رعایت نکات ایمنی)

3.  آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز

4.  آشنایی با پروپوزال نویسی

5. آَشنایی با مقاله نویسی

6. آشنایی با تهیه پاورپوینت

7. آشنایی با نحوه جستجوی اطلاعات

8. آشنایی نحوه فیش برداری

9. مهارت ساخت پوستر علمی

10. مهارت انجام کارگروهی

تنظیم کننده: محبوبه همت