تصفیه گازهای خروجی از اگزوز وسایط نقلیه با استفاده از فناوری نانو به منظور حذف فلزات کاتالیزوری گرانقیمت در مبدل های کاتالیستی

امروزه اتومبیل ها نقش بسیار مهمّی در صنعت حمل و نقل دارند.در کشورهای پیشرفته، آلودگی تولیدشده از خودروها در حدود 50 تا 60 درصد کل آلودگی هوا را تشکیل می دهد. درحالیکه در ابرشهر تهران این رقم در حدود 70 درصد تخمین زده می شود. برای کنترل آلودگی ناشی از خودروها از مبدل های کاتالیزوری استفاده می شود. مبدل های کاتالیستی تجاری قادر به حذف 95 تا 99 درصد گازهای آلاینده خروجی از اگزوز خودروها و تبدیل آنها به مواد بی ضرر برای محیط زیست هستند. اما پس از حدود 2 تا 3 سال، این مبدّل ها کارایی خود را از دست می دهند و باید تعویض گردند. با توجّه به اینکه فلزات گرنبهایی نظیر پلاتین در ساخت این مبدّل ها به کار می رود و از طرفی، این مبدّل ها در داخل کشور تولید نمی شوند و کالاهایی وارداتی هستند، قیمت مبدّل های مذکور بالاست و بسیاری از صاحبان خودروها، پس از تمام شدن دوره کارکرد مبدّل، آن را از مسیر اگزوز خارج می کنند، بدون اینکه مبدّل جدیدی را جایگزین آن بکنند. گران بودن مبدّ های کاتالیستی باعث شده که تحقیقات زیادی برای یافتن موادّ جایگزینی به جای آن ها آغاز گردد. این تحقیقات شامل بررسی ترکیبات مختلف اکسیدهای فلزی نانوساختار در مقیاس آزمایشگاهی است، ترکیباتی که هنوز به مرحله ساخت در مقیاس واقعی نرسیده اند. از طرفی، مدل های متعددی برای مبدّ ل های کاتالیستی تجاری ارائه شده است. پارامترهای سینتیکی متعدّد این مدل ها از طریق آزمایش بر روی نمونه های واقعی بدست آمده و در مدل های بعدی مورد استفاده قرار گرفته اند اما به دلیل پیچیدگی سینتیک واکنش ها و پارامترهای متعدّد دخیل در محاسبه تبدیل آلاینده ها، به کارگیری مدل ها برای نمونه های آزمایشگاهی جدید، مشکل است. در مدل عددی ارائه شده در تحقیق حاضر، با فرضیاتی معقول، به ساده سازی معادلات حاکم بر پدیده تبدیل آلاینده ها در مبدّ ل های کاتالیستی پرداخته شده است به گونه ای که بتوان با انجام برخی آزمایشات بر روی نمونه های آزمایشگاهی، عملکرد این ساختارها را در شرایط واقعی خودرو مدل کرده، ساختار هندسی بهینه برای مبدّل را به دست آورد. مدل مذکور، پس از صحت سنجی و انطباق با داده های آزمایشگاهی، برای یک خودروی فاقد کاتالیست به کار رفته و نتایج حاصل از آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.