Katalizator

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

Katalizátor je v kemiji snov, ki zmanjšuje aktivacijsko energijo snovi. To vpliva na hitrost kemijskih reakcij (predvsem pospeševanje), tako da večkrat rečemo, da katalizatorji kemijske reakcije pospešujejo. Katalizator v reakcijo ne vstopa in po reakciji ostane nespremenjena.

tehnika: katalitični konvertor, naprava za razstrupljanje (predvsem avtomobilskih) izpušnih plinov, ki nastajajo pri zgorevanju ogljikovodikov v motorjih z notranjim zgorevanjem. V izpušni sistem je vstavljena posoda s keramičnim ali kovinskim satovjem z zelo veliko aktivno površino, prevlečena s tanko plastjo plemenite kovine (platine, rodija ali paladija). Čeprav je kovine zelo malo (2–4 g), je njena (aktivna) površina večja od površine nogometnega igrišča, ker je osnova hrapava. Kovinska plast se med delovanjem motorja segreje na temperaturo več kot 300 °C. Izpušni plini se pri prehodu zadevajo ob vročo kovino in spremenijo v kemično stabilne, nestrupene spojine. Prvi katalizatorji iz 70. let so oksidirali nezgorele ogljikovodike (CH) in ogljikov monoksid (CO), nastal zaradi nepopolnega zgorevanja; na dušikove okside (NOx) niso vplivali. Pri poznejših katalizatorjih je bil pred oksidacijsko stopnjo nameščen še redukcijski katalizator; v njem so NOx reagirali s CO; pri tem so nastali voda, ogljikov dioksid (CO2) in dušik. Pri sodobnih redukcijsko-oksidacijskih katalizatorjih potekata oba procesa v isti posodi. Takšni, tristezni katalizatorji pravilno delujejo le pri izpušnih plinih s sestavo, ki nastane pri gorenju mešanice s stehiometričnim razmerjem med gorivom in zrakom (na 1 del goriva 14,7 delov zraka). Razmerje med gorivom in zrakom podaja razmernik zraka λ (pri primanjkljaju zraka je λ < 1, pri presežku pa je λ > 1). V izpušni sistem je vgrajena kisikova sonda oz. sonda lambda, ki zaznava količino kisika v izpušnih plinih. Signal iz sonde vpliva na sistem za vbrizgavanje ali vplinjač, ki ustrezno spreminja količino vbrizganega goriva in zajetega zraka, tako da je λ stalno v ozkem območju v okolici stehiometričnega razmerja. S katalizatorji zmanjšajo količino strupenih snovi za 95 %. Veliko težavo povzročajo katalizatorski strupi, tj. snovi, ki se vežejo s površino aktivne snovi in onemogočijo njeno delovanje; npr. svinec v osvinčenem bencinu. Avtomobili s katalizatorji smejo zato uporabljati le neosvinčeni bencin. Omejitve količne strupenih snovi v izpušnih plinih postopoma poostrujejo od začetka 80. let; vse strožje so tudi zahteve za izdelovalce vozil; v večini razvitih držav morajo imeti katalizatorje vsa nova vozila z Ottovim motorjem. Delovanje katalizatorjev preskušajo s posebnimi preskusi; med te sodijo hladen in vroč zagon, mestna vožnja in vožja po avtocesti pri razl. hitrostih. Od 1985 veljajo v državah EU (glede na delovno prostornino motorja) tele omejitve: 1. do 1,4 litra – novi modeli od 1.7.1992 in vsa nova vozila od 1.1.1993: CO do 19 g/preskus, CH + NOx do 5 g/preskus; 2. od 1,4 do 2,0 litra – novi modeli od 1.10.1991 in vsa nova vozila od 1.10.1999: CO do 30 g/preskus, CH + NOx do 8 g/preskus; 3. nad 2,0 litra: novi modeli od 1.10.1988 in vsa nova vozila od 1.10.1989: CO do 25 g/preskus, CH + NOx do 6,5 g/preskus, in NOx do 3,5 g/preskus. Pri dizelskih motorjih so največji problem saje, dušikovi in žveplovi oksidi. Katalizatorji za takšne motorje so zahtevnejši in za zdaj manj razširjeni. Katalizatorje uporabljajo tudi za razstrupljanje izpušnih plinov iz kurilnic in termoelektrarn.

Glej tudi[uredi | uredi kodo]