Kỳ trước, Vietfuji đã giới thiệu với bạn đọc một cách khái quát về bộ khung Haniseramu chứa chất xúc tác. Phần tiếp theo sau đây sẽ gỉải thích về thành phần cũng như cơ chế, điều kiện để chất xúc tác hoạt động một cách hiệu quả tối đa, thông qua đó tối ưu hoá khả năng lọc khí thải.
Đầu tiên, chúng ta thường nói rất nhiều về bộ lọc nhưng cụ thể thì cần phải lọc những gì và tại sao nhưng chất độc hại đó lại sinh ra từ động cơ của xe hơi?
Trong khí thải của xe hơi, do quá trình cháy xăng không hoàn toàn sẽ sinh ra các chất không “no” vô cùng độc hại đối với cơ thể con người như Cacbon Oxit (CO), các hợp chất Hidrocacbon (xin phép được gọi chung là HC) và hỗn hợp các khí Nitơ Oxit( NOx).
Do đó, nếu muốn loại bỏ các chất khí độc hại thì chỉ cần khiến tỷ lệ xăng và không khí đưa vào tua-bin vừa đủ sao cho phản ứng cháy xảy ra một cách hoàn toàn. Nhưng điều đó trên thực tế nói dễ hơn là làm, thay vì cố sức cải thiện động cơ dẫn đến giá thành tăng cao, ta có thể thay thế bằng cách điều chỉnh tỷ lệ lượng xăng/ không khí (còn gọi là tỷ lệ A/F) chính xác ở một mức độ nhất định. Sau đó cho khí thải đi qua bộ lọc xúc tác 3 thành phần. Đúng như tên gọi, bộ lọc này sử dụng hỗn hợp 3 nguyên tố gồm Pt, Rh, Pd làm thành phần xúc tác, tác dụng chính của bộ lọc là đẩy mạnh phản ứng oxi hoá các chất độc hại kể trên thành các chất ít độc hại hơn. Cũng như các chất xúc tác khác, Pt, Rh, Pd sẽ giúp giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng giúp xảy ra dễ dàng hơn.
Nhờ đó, điều kiện tỷ lệ xăng không khí được mở rộng hơn mà vẫn đảm bảo được các tiêu chuẩn về khí thải. Tỷ lệ A/F chính xác để không sinh ra sản phẩm độc hại cũng như tối ưu hoá động cơ chính là 14.7:1. Nhưng nhờ sử dụng bộ lọc khí thải thì điều kiện tỷ lệ này được nới rộng ra thành một vùng mà người ta hay gọi là “cửa sổ” (tham khảo thêm biểu đồ 1).
Thế nhưng vùng “cửa sổ” này cũng chính là điều kiện tiên quyết để chất xúc tác ba thành phần có tác dụng hiệu quả nhất. Nếu nhìn vào trong biểu đồ 1, ta có thể thấy rõ ràng rằng nếu lệch quá về bên trái hay bên phải đều dẫn đến sự suy giảm tỷ lệ tiêu khứ của một hay nhiều loại khí thải. Lý do chính là vì sinh ra quá nhiều loại khí thải nên không thể xử lý được toàn bộ. Đây là điểm cần phải chú ý khi thiết kế động cơ.
Những năm gần đây, Việt Nam đã có nhiều bước tiến bộ đáng kể trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô. Trong bối cảnh ấy, việc nghiên cứu để nâng cao tỷ lệ nội địa hoá các linh kiện ngày càng trở nên vô cùng cấp thiết. Người viết hy vọng bài viết này có thể góp phần nào đó trong công cuộc ấy.
Hết
Người viết:Trịnh Trần Khánh Duy
Tham khảo:
「触媒化学」、御園生 誠・斉藤 泰和 著
