Specie chimiche attivate (O 3 , radicali OH ecc.) sono generati inducendo un plasma di non equilibrio a pressione atmosferica. Queste specie promuovono reazioni di desolforazione e denitrazione con MnO 2 . In questo documento, abbiamo valutato l'influenza dell'ozono sulle prestazioni di desolforazione e denitrificazione di un MnO 2 filtro. Credito:Università di Kanazawa
I motori diesel sono ampiamente utilizzati nelle macchine agricole, veicoli e navi a causa della loro elevata efficienza termica. Lo zolfo contenuto nel gasolio viene ossidato ad anidride solforosa per combustione. Questa anidride solforosa non solo nuoce alla salute umana, ma provoca anche la disattivazione dei catalizzatori utilizzati per trattare l'NO X nel flusso di scarico.
Questo problema può essere superato utilizzando combustibili privi di zolfo basati sulla biomassa o sulla tecnologia del carbone pulito, oppure installando un filtro desolforante per rimuovere gli ossidi di zolfo a monte del NO X catalizzatore. I ricercatori dell'università di Kanazawa hanno sviluppato un MnO . assistito da plasma 2 filtro che produce gas di scarico privi di NO X e così X . Questa tecnologia aumenta le proprietà di desolforazione di MnO 2 con l'attività dell'ozono da un plasma di non equilibrio a pressione atmosferica (Figura 1). Specie chimiche attivate (O 3 , radicali OH, ecc.) presenti nel plasma favoriscono le reazioni di desolforazione e denitrazione.
MnO 2 reagisce con lo zolfo e gli ossidi di azoto per produrre solfati e nitrati, rispettivamente. L'interazione tra SO 2 e NO 2 degrada le prestazioni di MnO 2 catalizzatori nell'eliminazione di entrambe le specie. Il prof. Huang del Guangzhou Institute of Energy Conversion ha analizzato il materiale del catalizzatore MnO2 dopo l'esposizione a gas di scarico simulato contenenti sia SO 2 e NO 2 e scoprirono che venivano prodotti sia il nitrato di manganese che il solfato di manganese.
L'ozono generato in un plasma di non equilibrio a pressione atmosferica è stato fatto passare attraverso il MnO 2 filtro insieme al gas di scarico simulato. Il gas di scarico simulato era costituito da 500 ppm di SO 2 , 500 ppm NO 2 , 10% in peso di ossigeno 2 , 6% in peso di CO 2 , un N 2 base, e 50 ppm O 3 (quando viene indotto il plasma). Il MnO 2 era supportato su un filtro a nido d'ape in allumina e le condizioni di flusso (velocità spaziale di 10 4 h ?1 ) imitava i tipici flussi di scarico dei veicoli e le dimensioni del filtro. Credito:Università di Kanazawa
Abbiamo valutato l'impatto dell'ozono sulle prestazioni del catalizzatore per SO 2 e NO 2 rimozione (figura 2). Un plasma di non equilibrio a pressione atmosferica è stato generato mediante il metodo di scarica a barriera dielettrica. Le prestazioni del catalizzatore nell'eliminare sia SO 2 e NO 2 è stato migliorato con l'introduzione di ozono a bassa concentrazione di circa 50 ppm. Il potenziamento in NO 2 l'eliminazione è stata particolarmente notevole. L'introduzione dell'ozono sembra dare una reazione per ridurre gli ossidi di azoto ad azoto. Nella fase iniziale della reazione, oltre il 99% di SO 2 e NO 2 sono stati rimossi dal flusso di scarico. I ricercatori dell'Università di Kanazawa, guidato da Yugo Osaka, dimostrato per la prima volta che zero emissioni di NO X può essere ottenuto anche in presenza di ossidi di zolfo utilizzando un MnO . assistito da plasma 2 filtro. Il filtro assistito da plasma sembra aumentare l'eliminazione di SO 2 a causa di SO 3 generazione e ridurre anche gli ossidi di azoto ad azoto.
Questi risultati dovrebbero essere ampiamente applicabili nella purificazione dei gas di scarico dei motori diesel che utilizzano combustibili contenenti zolfo. Abbiamo chiarito il meccanismo per cui l'induzione del plasma di non equilibrio aumenta le prestazioni del MnO 2 filtro. Speriamo di stimolare l'ulteriore sviluppo di MnO . assistito da plasma 2 filtri e quindi consentono di utilizzare una maggiore varietà di combustibili senza influire negativamente sulla qualità dell'aria.
Immagini TEM (a, b) di HSSA MnO 2 (MnO 2 avente un'elevata superficie specifica di circa 300 m 2 /g) e fotografie (c, d) dell'HSSA MnO 2 filtro supportato su nido d'ape di allumina utilizzato in questi esperimenti. MnO 2 è stato laminato sul substrato a nido d'ape di allumina mediante il metodo di rivestimento per immersione. La densità di impaccamento di MnO 2 era di 50 g/L di filtro Credito:Università di Kanazawa
