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Jun 13, 2023

촉매 변환기란 무엇입니까? PH 설명

촉매변환기는 배기가스를 화학적으로 변환하는 배기가스 제어 장치입니다.

촉매 변환기는 독성 배기 가스를 덜 유해한 배기 가스로 화학적으로 변환하는 배기 가스 제어 장치입니다. 촉매 변환기에서 발생하는 반응은 차량에서 배출되는 오염 물질을 크게 줄입니다. 이는 특히 혼잡한 도시 지역의 대기 질 문제와 관련 환경 및 건강 문제를 최소화하는 데 도움이 됩니다.

촉매 변환기는 어떻게 작동합니까? 사용된 가스가 통과하도록 자동차 배기 시스템에 장착되는 촉매 변환기는 유해한 엔진 배출 가스를 처리하도록 설계되었습니다. 컨버터 내부에는 배출되는 오염물질을 줄이기 위해 배기가스의 부산물과 반응하는 촉매 요소가 있습니다. 최신 촉매 변환기는 주로 유해한 일산화탄소, 탄화수소 및 산화질소 배출을 처리하도록 설계되었습니다.

각 변환기의 중심에는 종종 세라믹이나 강철 포일로 형성된 벌집 구조가 있습니다. 세라믹 코어는 현대 촉매 변환기에서 가장 일반적이며 종종 '모놀리스'라고 불립니다. 이 세라믹 단일체 내부에는 수천 개의 작은 통로가 있어 필요한 반응이 일어나는 데 사용할 수 있는 표면적을 늘립니다.

생산 과정에서 이 코어에 '워시코트'가 적용됩니다. 워시코트는 코어의 평평한 표면을 거친 마감 처리하여 사용 가능한 표면적을 다시 늘리고 촉매 자체도 포함합니다. 백금과 같은 귀금속은 부식되지 않고 변환기 내부 조건을 쉽게 견딜 수 있기 때문에 촉매 요소로 사용됩니다. 사용될 수 있는 다른 금속으로는 로듐과 팔라듐이 있으며, 각각은 독성 배출을 줄이기 위해 배기 가스와 다양한 방식으로 반응합니다.

이러한 촉매 요소는 배기 가스에 의해 가열되고 이를 통해 흐르는 가스와 반응합니다. 산화와 환원이라는 두 가지 핵심 공정이 변환기 내에서 발생합니다. 산화하는 동안 일산화탄소와 같은 물질에 산소가 첨가되어 이산화탄소가 됩니다. 반면에 환원은 질소산화물에서 산소를 제거합니다. 이 과정의 부산물은 질소와 산소이다.

일반적인 유형의 촉매 변환기 양방향 변환기: 오래된 휘발유 응용 분야에서 흔히 볼 수 있지만 디젤에도 일반적으로 사용됩니다. 이는 일산화탄소를 이산화탄소로 변환하고, 연소되지 않은 탄화수소를 이산화탄소와 물로 산화시킵니다.

3방향 변환기: 이러한 고급 변환기는 일반적으로 가솔린 엔진 자동차에 사용됩니다. 그들은 질소 산화물을 질소와 산소로 더욱 감소시켜 양방향 변환기의 기능을 확장합니다.

디젤 산화 촉매: 이 변환기는 배기 가스의 산소를 사용하여 일산화탄소를 이산화탄소로 산화시킵니다. 또한 연소되지 않은 탄화수소를 물과 더 많은 이산화탄소로 전환합니다. 또한 디젤 산화 촉매는 디젤 엔진의 냄새와 그을음 배출을 줄여주는 이점도 있습니다.

선택적 촉매 환원: 이 설정에서는 요소와 같은 유체가 촉매에 주입됩니다. 이는 질소산화물을 질소와 물로 전환시키는 반응을 일으켜 질소산화물 배출을 크게 줄인다.

자동차 촉매 변환기의 간략한 역사 자동차용 촉매 변환기의 개념은 1909년 프랑스 화학자 미셸 프렌켈(Michel Frenkel)에 의해 처음 제안되었습니다. 니켈, 구리 또는 백금을 사용한다고 설명되는 그의 시스템의 목적은 '자동차 엔진 배기 가스 탈취'였습니다. 당시 도로에 있는 차량 수가 적고 장치 비용이 저렴했기 때문에 더 이상 발전하지 못한 것처럼 보였습니다. 그러나 촉매 변환기의 개발은 이후 수십 년 동안 계속되었습니다.

1952년에 우리가 현대적인 촉매 변환기라고 간주할 것을 설계하고 특허를 낸 사람은 프랑스 엔지니어인 Eugene Houdry였습니다. 그는 당시 미국에 있었고 1940년대 후반에 도로 위의 차량 수가 극적으로 증가했습니다. 이로 인해 도시 지역에서는 오염이 심각한 문제가 되었습니다.