Новости

Jun 13, 2023

Серое вещество: огонь без пламени

Драгоценные металлы в вашем автомобиле сжигают грязные выхлопные газы, при этом пламя не возникает.

Драгоценные металлы в вашем автомобиле сжигают грязные выхлопные трубы, при этом пламени не видно.

Теодор Грей | Опубликовано 29 января 2008 г., 23:14 по восточному стандартному времени.

Для химика горение означает быстрое соединение топлива с кислородом, называемое окислением. Например, вы можете сказать: «О, нет, у нас не был пожар на атомной электростанции, у нас просто произошло «быстрое окисление»» — фраза, которая принесла чиновникам Три-Майл-Айленда премию Doublespeak Award в 1979 году. .

Когда бензин или пропан сгорают на воздухе, возникает яркое пламя — огонь в традиционном понимании. Но есть и другие способы быстрого объединения этого топлива с воздухом. Каталитический нейтрализатор в вашем автомобиле является прекрасным примером. Большинство из них содержат керамические соты, усыпанные микроскопическими частицами платины, палладия или родия. Помимо других функций, эти металлы расщепляют молекулы кислорода, приземляющиеся на их поверхность, на более реакционноспособные одиночные атомы кислорода, которые могут соединяться с топливом при гораздо более низкой температуре, чем в пламени.

Опасность! Теодор Грей — учёный, прошедший обучение правилам безопасности в лаборатории. Не пытайтесь провести этот эксперимент дома. Для получения дополнительной информации о научных занятиях Грея посетите его сайт.

В автомобилях при этом сжигается несгоревшее топливо, чтобы уменьшить его загрязняющее воздействие. Но если вы дадите каталитическому нейтрализатору более богатый поток топлива (скажем, направив на него незажженную пропановую горелку), он будет раскален докрасна, пока вы держите газ включенным, даже если газ не горячий, когда он горит. ударяется о керамику, и вы не видите пламени.

Это начинает работать только тогда, когда температура катализатора достигает нескольких сотен градусов, поэтому сначала вам придется нагреть керамику. Я сделал это с зажженной горелкой, а затем быстро выключил и снова включил газ, чтобы погасить пламя. Чтобы преобразователь нагрелся достаточно для выполнения своей работы, требуется некоторое время, и это одна из причин, по которой езда по городу создает больше загрязнений, чем езда по шоссе.

К несчастью для автопроизводителей, это работает только с очень дорогими металлами. Компания Ford Motor однажды потеряла миллиард долларов, спекулируя на рынке палладия, пытаясь обеспечить стабильные поставки. Но по сравнению с городами, полными смога, это небольшая цена.

Эта история была обновлена. Первоначально оно было опубликовано в февральском номере журнала Popular Science за 2008 год.