Чистый дизель: еще один рывок!

Статья группы авторов из компании «Nanostellar» в августовском номере за 2012
г. в солидном американском научном журнале «Science» привлекла поначалу
внимание только специалистов. Однако уже вскоре о ней заговорили как о
важнейшем технологическом открытии, способным существенно продвинуться на пути
к экологически чистым двигателям. Причем речь идет в данном случае о дизельных
моторах.

Как известно, дизельные двигатели выгодно отличаются от бензиновых
экономичностью потребления топлива. Но у него есть свой порок: если бензиновые
моторы обильно выделяют углекислый газ (СО2), то дизели «специализируются» на
окисях азота – оксиде NО и диоксиде NO2. Оба они относятся к третьему классу
опасности, являются ядами, воздействующими на ЦНС, грозящими свертыванием
гемоглобина в крови и при больших дозах способными вызвать отек легкого.Для
снижения токсичности их выхлопов в нейтрализаторах и фильтровых системах
двигателей используются катализаторы – католические покрытия, с помощью которых
ядовитые оксиды восстанавливаются в безобидный азот и кислород. В качестве
материалов для них используется платина. Это хороший реагент, да только, как
нетрудно догадаться, весьма дорог. Причем, поскольку спрос на нее растет, а
ресурсы ограничены, поставщики не успевают удовлетворять потребности
автопроизводителей, и цены быстро растут. И в начале апреля платина стоила
порядка 1540 долларов за тройскую унцию, или около 50 долларов за грамм.

Как ни парадоксально, но команда во главе с совладельцем компании
«Nanostellar», профессором Техасского университета Кьенге Чо имеет договор о
стратегическом партнерстве со Всемирным советом по золоту (World Gold Council
), целью которого является выведению драгметаллов на рынок катализаторов.
Поэтому многие годы она занималась платиной, ища различные сферы ее применения
в этом качестве. Но в реальности эти работы выразились в поиске способов
сокращения ее потребления путем комбинации с другими, менее дорогостоящими
реагентами. При этом ученые руководствуются собственной методологией,
получившей название Relation Company Design, включающей комбинацию компьютерных
моделей и алгоритмов для экспертизы веществ из нано-материалов с передовой
синтетической химией.Эксперты оценивают эту методику как революционную – в том
смысле, что она в отличие от эмпирической лабораторной практики проб и ошибок
основывается на фундаментальном понимании каталических процессов на уровне
квантовой химии. Она то и позволило им выйти на малоизвестный материал – муллит.

Муллит принадлежит к числу силикатных материалов, на 72% состоящий из оксида
алюминия и на 28% оксида кремния. Обнаружен в 1924 г. на шотландском о-ве Мулл
(отсюда название). Он крайне редко встречается в природе в натуральном виде,
однако уже давно освоено промышленное его производство в синтезированном виде.
Температура плавления муллита составляет 1840 градусов Цельсия, поэтому он
применяется в производстве огнеупорных керамических изделий-тиглов, плитки,
кирпичей. Плавленые изделия обычно состоят из коротковолокнистого муллита
(70—80%) с примесью корунда (до 10—15%) и стекловидного вещества.

По словам одного из разработчиков Хао Вана, преимущество нового катализатора
не только в его относительной дешевизне, но и в том, что он становится активным
уже при температуре 120 град, в то время как платину нужно разогреть до 750
град. Но самое важное, что при этом он на 45% эффективней платины. Недаром
такое резкое снижение выбросов в ученом сообществе было объявлено как
«революционное» событие в борьбе за чистоту окружающей среды.

Новый катализатор получил название «Noxicat» и под этим товарным знаком
готовится к промышленному внедрению. С того времени, как результаты
исследования были опубликованы, команда корейца Кьенге Чо уже изучила
возможности расширения сферы применения нового катализатора: наряду с
автомобилями и другими транспортными средствами, он может использоваться и в
энергетике – в производстве электричества посредством химических реакций.

Попутно стоит заметить, что рынок катализаторов автомобильного назначения ныне
является одним из наиболее быстро растущих и оценивается в 5 -7 млрд. USD.
Сегодня в мире их производится порядка 100 млн., а рост по самым консервативным
оценкам – по 30-40% в год.

«Nanostellar» расположена в Силиконовой долине близ городка Редвуд
(Калифорния). Основана в 2004 учеными из Стэндфордского университета и «NASA
Amer Research Center». Это венчурная компания, пользующаяся финансовой
поддержкой различных фондов и компаний, в том числе национального научного
фонда Южной Кореи. В 2008 Всемирный экономический форум признал ее Пионером
технологий. Это звание дается компаниям за инновации, способные оказать
критическое влияние на будущее бизнеса и общества.В одном из своих релизов
компания обещает повысить эффективность дизельных двигателей к 2014 г. минимум
на 25% по отношению к норме «Евро-6», которая вступит в силу в том году.

Похожие записи