Catalytic converter แคตตาไลติค

แคตตาไลติค หมายถึง สารที่เปลี่ยนแปลงและเร่งปฎิกิริยาทางเคมี โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงตัวของมันเอง แคตตาไลติค จะประกอบด้วย2ส่วนคือ วัสดุเสริมและวัสดุ แคตตาไลติค ซึ่งจะถูกฉาบอยู่บนวัสดุเสริม การตัดสินใจเลือกวัสดุที่เป็น แคตตาไลติค นั้นเป็นเรื่องใหญ่ ในช่วงแรกๆของการพัฒนา แคตตาไลติค ทั้งโลหะประเภท Platinum Palladium หรือ Rhodium หรือโลหะผสมของเหล่านี้ รวมทั้งพวก ทองแดง โครเมียมและเหล็กได้ถูกทดสอบ แต่ในช่วงแรกๆการทดสอบ จะเน้นกับโลหะจำพวกหลังมากกว่า เนื่องจากความได้เปรียบทางค่าใช้จ่าย อย่างไรก็แล้วแต่ปัญหาที่สำคัญของโลหะพวกนี้ก็คือ การก่อเกิดของสาร ซัลเฟต (Sulphates) และการเกิดการเป็นพิษ (Poisoning) เมื่อถูกใช้ไปนานๆ ในทางกลับกันจากการวิจัยพบว่า โลหะพวกแรกนั้นอายุการใช้งานสูงและมีประสิทธิภาพมาก โดยใช้สารเพียงปริมาณเล็กน้อย ดังนั้นวัสดุ แคตตาไลติค ในปัจจุบันจะมีการใช้ (Plattinum Pt) , (Palladium Pd) และ (Rhodium Rh)

Rhodium เป็นที่นิยมมากเนื่องจากสามารถรถปริมาณสารพวก NOx และปรับเปลี่ยนเป็นแก๊สไนโตรเจนใน Threeway Converter โดยใช้ปริมาณ Rhodium เพียงเล็กน้อยก็พอ ถ้ามีการควบคุมปริมาณออกซิเจนใน ไอเสีย รวมทั้งอุณหภูมิของ ไอเสีย แล้ว Rhodium จะเปลี่ยน NOx เป็นก๊าซไนโตรเจน (Nx) ปรับเปลี่ยนก๊าซพิษ NOx ซึ่งจากการทดสอบแล้วพบว่า สัดส่วนและปริมาณ Rhodium จะแตกต่างกันไป ในแต่ละเครื่องยนต์และการใช้งาน

Rhodium เป็นโลหะหายาก โดยมีอัตราส่วนก้อนแร่ (Mine Ratio) ประมาณ15 นั่นคือ ในการนำแร่มาจากธรรมชาติ จะได้ Plattinum 15 ส่วน จะได้ Rhodium 1 ส่วน สำหรับสัดส่วนใน แคตตาไลติค นั้นคือ Plattinum 5 ส่วน ต่อ Rhodium 1 ส่วน นั่นหมายความว่าใน แคตตาไลติค จะมีความต้องการเกินอัตราส่วนก้อนแร่

Plattinum จะถูกใช้ใน Threeway Converter สำหรับปรับเปลี่ยนก๊าซพิษ จำพวก HC และ CO โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเวลาอุ่นเครื่องยนต์ Warm up จากการ Start เครื่องยนต์เมื่อเครื่อยนต์เย็นอยู่ Cool Start ส่วนใน Oxidizing Converter จะใช้ Plattinum , Palladium หรือส่วนผสมของทั้งสองโลหะ สำหรับการปรับเปลี่ยน HC และ CO ในระหว่างช่วงเวลาอุ่นเครื่อง ตามความจริงแล้ว Plattinum สามารถปรับเปลี่ยน NOx ได้ถ้ามีการควบคุมสภาวะ ไอเสีย แต่ประสิทธิภาพไม่ดีเท่ากับการใช้ Rhodium

Palladium ก็เหมือนกับ Plattinum คือใช้ปรับเปลี่ยน HC,CO ทั้งใน แคตตาไลติค แบบ Threeway Converter และ  Oxidizing Converter Palladium จะมีข้อดีกว่า Pt และ Rh ตรงที่มันมีอายุการใช้งานนานกว่าเนื่องจากคุณสมบัติต้านทานการเกิดการคืนตัว (Sintering)

     แคตตาไลติค ที่ใช้ในรถยนต์ก๊าซโซลีน

มีลักษณะเป็นกล่องโลหะ ที่ติดตั้งอยู่ในระบบ ท่อไอเสีย ระหว่าง ท่อไอเสียรถยนต์ Exhaust Manifold กับท่อเก็บเสียง ภายในตัว แคตตาไลติค จะมีสารที่เป็นตัวเร่งปฎิกิริยา Catalyst โดยมีชื่อเรียกรวมๆว่า PGM เคลือบและฉาบไว้บนวัสดุเสริม รวมเรียกว่า Substrate

ภายใน แคตตาไลติค ในส่วนที่เป็น Catalyst  จะมีลักษณะเป็นรูพรุน เมื่อ ไอเสีย ไหลผ่านเข้าไปใน แคตตาไลติค สาร PGM จะทำหน้าที่เร่งปฎิกิริยา Oxidation และ Reduction ทำให้ HC,CO  ถูกออกซิไดซ์เป็น CO2 และ  H2O ส่วน NOx จะทำปฎิกิริยากับ CO กลายเป็น CO2 และ N2 ในขณะเดียวกัน NOx และ HC ก็จะทำปฎิกิริยากันได้ CO2 N2 และ H2O

 

Comments are closed.