Como os catalisadores reduzem a poluição
A maioria dos carros modernos é equipada com catalisadores de três vias. A expressão "três vias" se refere às três substâncias que eles ajudam a reduzir - monóxido de carbono, VOCs e moléculas de NOx. A peça catalisador na verdade usa dois diferentes tipos de catalisadores: um de redução e outro de oxidação . Ambos consistem em uma estrutura cerâmica coberta por um catalisador de metal, geralmente platina, ródio e/ou paládio. A idéia é criar uma estrutura que exponha o máximo da área da superfície catalisadora para o fluxo de descarga ao mesmo tempo em que se procura minimizar o trabalho dos catalisadores, pois são muito caros.
Um conversor catalisador de três vias: note os dois catalisadores separados |
Há dois tipos principais de estruturas usadas em catalisadores - núcleo tipo colméia e em cerâmica porosa. A maioria dos carros usa o primeiro.
Estrutura catalítica em cerâmica tipo colméia |
O catalisador de redução
É a primeira parte do catalisador. Usa platina e ródio para ajudar a reduzir a saída de NOx. Quando as moléculas NO ou NO2 entram em contato com o catalisador, ele "expulsa" o átomo de nitrogênio para fora da molécula. Com isso, o átomo fica retido e o catalisador libera o oxigênio na forma de O2. Os átomos de nitrogênio se unem com outros átomos de nitrogênio. Todos são retidos pelo equipamento, formando N2. Por exemplo:
É a primeira parte do catalisador. Usa platina e ródio para ajudar a reduzir a saída de NOx. Quando as moléculas NO ou NO2 entram em contato com o catalisador, ele "expulsa" o átomo de nitrogênio para fora da molécula. Com isso, o átomo fica retido e o catalisador libera o oxigênio na forma de O2. Os átomos de nitrogênio se unem com outros átomos de nitrogênio. Todos são retidos pelo equipamento, formando N2. Por exemplo:
O catalisador de oxidação
É a segunda parte do catalisador. Reduz os hidrocarbonetos não-queimados e o monóxido de carbono, queimando-os (oxidação) sobre o catalisador de platina e paládio. Isso ajuda na reação do CO e dos hidrocarbonetos com o restante do oxigênio contido nos gases de escapamento. Por exemplo:
É a segunda parte do catalisador. Reduz os hidrocarbonetos não-queimados e o monóxido de carbono, queimando-os (oxidação) sobre o catalisador de platina e paládio. Isso ajuda na reação do CO e dos hidrocarbonetos com o restante do oxigênio contido nos gases de escapamento. Por exemplo:
2CO + O2 = 2CO2
Controle da mistura ar combustível
A terceira parte é um sistema de controle que monitora o fluxo de descarga e usa essa informação para controlar o sistema de injeção de combustível. Há um sensor de oxigênio chamado (sonda lambda) este sensor é colocado na saida do coletor da descarga dos gases antes do catalisador.
Este sensor informa ao computador do motor quanto oxigênio há no nos gases de escapamento. Sendo assim, o computador calcula o tempo de injeção dos bicos injetores podendo aumentar ou diminuir a quantidade de combustivél através de um ajuste na mistura ar-combustível.
O controle ar combustível, permite que o motor trabalhe mais perto da medida estequiométrica, que é a ideal razão da mistura 14,7 gramas de ar por 1 grama de gasolina e também ajuda a certificar que há oxigênio o suficiente para permitir que o catalisador de oxidação queime o restante dos hidrocarbonetos e CO.
Este sensor informa ao computador do motor quanto oxigênio há no nos gases de escapamento. Sendo assim, o computador calcula o tempo de injeção dos bicos injetores podendo aumentar ou diminuir a quantidade de combustivél através de um ajuste na mistura ar-combustível.
O controle ar combustível, permite que o motor trabalhe mais perto da medida estequiométrica, que é a ideal razão da mistura 14,7 gramas de ar por 1 grama de gasolina e também ajuda a certificar que há oxigênio o suficiente para permitir que o catalisador de oxidação queime o restante dos hidrocarbonetos e CO.