據(jù)外媒報道，阿卜杜拉國王科技大學(xué)（KAUST）開發(fā)了一種新型排氣催化劑概念，幾乎可以完全去除車輛排氣管中形成煙霧的化學(xué)物質(zhì)。這一概念適用于柴油車和貨車。該研究團隊系統(tǒng)性研究多種催化劑成分，并確定了可催化去除汽車排放的氮氧化物（NOx）的理想原子配方。

（圖片來源：KAUST）

        近年來，隨著高效發(fā)動機設(shè)計不斷涌現(xiàn)，以及日益嚴格的汽車排放法規(guī)，對發(fā)動機排放催化劑的要求也更高。目前小型柴油發(fā)動機中使用的NOx催化劑，在200攝氏度以上的溫度下才能達到最佳表現(xiàn)。因此，需要運行溫度更低的催化劑，使其與新型低溫內(nèi)燃機協(xié)同工作，在冷啟動后快速去除NOx。

        為了開發(fā)新一代改良NOx催化劑，汽車排放控制公司Umicore與KAUST催化中心的研究團隊達成合作，在Javier Ruiz-Martínez的領(lǐng)導(dǎo)下，優(yōu)化催化劑設(shè)計。

        研究人員探討基于錳的材料，因其性能優(yōu)良、成本低。錳基NOx催化劑通常使用鈰作為摻雜劑，但是關(guān)于鈰在去除NOx過程中發(fā)揮的作用，人們并沒有達成共識。Ruiz-Martínez表示：“開發(fā)新催化劑的最佳方式，是首先了解材料的工作原理?！币虼?，該團隊制造了一系列催化劑，并加入不同數(shù)量的鈰，以解決上述爭議。

        該團隊首先確定制造各種具有均質(zhì)納米結(jié)構(gòu)催化劑的方法，以便進行比較。Ruiz-Martínez表示：“在確定催化劑材料符合設(shè)計要求后，研究人員開始尋找催化活性與鈰和錳含量之間的相關(guān)性?！睂⒋呋瘎┑谋砻娣e差異考慮在內(nèi)，該研究小組發(fā)現(xiàn)，鈰的存在降低了錳原子的催化活性。

        在以往的研究中，鈰似乎有助于催化去除NOx，然而，將其對催化劑表面積的影響考慮在內(nèi)，鈰就起不到那么明顯的積極作用了。然而，鈰確實有一個好處，可以抑制產(chǎn)生N2O的不良反應(yīng)。形成N2O可能需要兩個相鄰錳位點的參與，加入鈰可以減少表面錳位點的數(shù)量，從而抑制反應(yīng)。

        結(jié)果顯示，設(shè)計活性更強的催化劑材料，需要最大化催化劑表面的錳原子，并且這些錳原子之間要有原子間距，以避免形成N2O?，F(xiàn)在，研究人員正在設(shè)計將錳原子分散在表面的催化劑，并有望取得非常積極的結(jié)果。