کاهش آلاینده ها با نانو کاتالیست
نقش نانو کاتالیست ها
یک شرکت دانش بنیان ایرانی موفق به طراحی و ساخت نوعی نانو کاتالیست شده که آلاینده های خروجی موتور را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.
کاتالیست خودرو آلاینده های خروجی موتور مانند مونوکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن را به موادی تبدیل می کند که ضرر کمتری به محیط زیست می زنند. در صورتی که این قطعه زیر خودرو قرار بگیرد، کاتالیست آندربادی نام دارد. با این حال کاتالیست در موتورهای جدید بلافاصله بعد از موتور قرار می گیرد و به کاتالیست سی سی معروف است. یکی از شرکت های دانش بنیان ایرانی با استفاده از فناوری نانو موفق به طراحی و تولید کاتالیستی شده میزان تولید آلاینده ها را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. در ساخت این کاتالیست از مواد نانو استفاده شده که عملکرد این قطعه را به طور چشمگیری افزایش می دهد.
به گفته لادن کمالوند، مدیر تحقیق و توسعه این شرکت دانش بنیان، مواد استفاده شده در طراحی فرمولاسیون نانو کاتالیست به سه دسته تقسیم می شود. دسته اول مواد پایه هستند که سطح ویژه بسیار زیادی را برای مواد کاتالیستی فراهم می کنند. دسته دوم باعث تقویت رفتار کاتالیستی می شوند و دسته سوم نیز عناصری هستند که طول عمر کاتالیست را افزایش می دهند. در یک مبدل کاتالیستی فلزات گران بها کار اصلی را انجام می دهند، این فلزات شامل پلاتین، پالادیم و رودیوم می شوند.
نانو ساختارها
در فرمولاسیون این سه دسته مواد از نانو ساختارها یا ساختارهای مولکولی در اندازه نانو استفاده می شود، این امر نه تنها عملکرد کاتالیست را بهبود می بخشد بلکه مصرف فلزات گرانبها را نیز کاهش می دهد. وقتی استفاده از فلزات گرانبها در ساخت کاتالیست کاهش می یابد، قیمت نهایی قطعه نیز کمتر می شود البته در عین حال کیفیت محصول نیز افزایش می یابد. فلزات گرانبها به صورت محلول های اسیدی و بازی در کاتالیست ها استفاده می شوند و این شرکت دانش بنیان آن ها را در مقیاس نانو سنتز می کند که باعث افزایش قابل توجه عملکرد آن می شود.
از سال ۱۳۸۶ تمامی خودروسازهای داخلی موظف به تجهیز وسایل نقلیه به کاتالیست شدند. در واقع اگر خودروها کاتالیست نداشته باشند، سازمان محیط زیست اجازه شماره گذاری و ثبت پلاک را به خودروسازی ها نمی دهد. خودروهای خارجی نیز استاندارد خاصی دارند و موتور خودروها با کاتالیست کالیبره می شود. در جهان کاتالیست بخشی از سیستم کاهش آلاینده خودرو به شمار می رود، این سیستم شامل موتور، شمع خودرو، سنسورهای اکسیژن و باقی تجهیزاتی است که می توانند در تولید آلاینده ها اثرگذار باشند.
بنابراین زمانی می توان کاتالیست را گارانتی کرد که موتور، شمع خودرو و سنسورهای اکسیژن به درستی کار کنند و به صورت مرتب چک شوند. این امر باعث افزایش طول عمر کاتالیست نیز می شود، یک موتور خراب می تواند به سرعت کاتالیست را از بین ببرد. کاتالیست خودرو طول عمر مشخصی دارد و کارایی آن بعد از گذشت مدت زمان معینی کاهش می یابد. سولفور موجود در بنزین یا سرب موجود در روغن موتور می توانند سطح کاتالیست را بپوشانند و آن را از بین ببرند.
مزایای نانو کاتالیست
گرمای بالای موتور نیز می تواند کاتالیست را غیرفعال کند. نانو کاتالیست ساخت این شرکت دانش بنیان می تواند حداکثر تا هزار و ۱۰۰ درجه گرما را تحمل کند. این عدد برای مواد پایه این قطعه هزار و ۴۰۰ درجه است. استاندادهای اروپا در تولید نانو کاتالیست ایران ساخت رعایت می شود. تعویض کاتالیست در استاندارد یورو ۲ باید بعد از ۸۰ هزار کیلومتر، در یورو ۴ بعد از ۱۰۰ هزار کیلومتر و در یورو ۵ بعد از ۱۶۰ هزار کیلومتر انجام شود.
این شرکت دانش بنیان طراحی و تولید نانو کاتالیست ها را در سال ۱۳۸۴ شروع کرد، این محصول در سال ۱۳۸۶ به تولید انبوه رسید. مبدل کاتالیست محصول اصلی این شرکت است که در حال حاضر برای بیش از ۳۵۰ نفر اشتغال زایی کرده است. از ابتدا در ساخت کاتالیست های تولیدی این شرکت از فناوری نانو استفاده می شد اما طی سال های گذشته تحقیق و توسعه در این حوزه افزایش یافته و در نتیجه مقدار استفاده از مواد نانویی در فرآورده ها بیشتر شده و توان نانو کاتالیست ها در کاهش آلاینده های خودرو به طور چشمگیری افزایش یافته است.