trevägskatalysator

Trevägskatalysatorn, vanligtvis kallad TWC, är en katalysator som används i avgasrening hos bensinmotorer för att samtidigt minska kolmonoxid (CO), kolväten (HC) och kväveoxider (NOx). Den fungerar bäst när avgaserna är varma och luft-bränsle-förhållandet är nära stoikiometriskt (ungefär lambda lika med 1). Katalysatorn består av ett monolitiskt substrat med hög yta, ofta av keramik (cordierit) eller metall, belagt med en washcoat som innehåller oxider och ädelmetallerna platina (Pt), palladium (Pd) och rodium (Rh). Pt och Pd främjar oxidation av CO och HC till CO2 och H2O, medan Rh främjar reduktion av NOx till N2 och O2. Syrebufferande egenskaper hos ceria-zirnia eller liknande material underlättar de snabbare redoxprocesserna över variationer i belastning och temperatur.

Driftsprincipen bygger på tre parallella reaktioner: oxidationen av CO och HC samt reduktionen av NOx, vilka alla kräver närvaro av syre och tillgång till fria elektronpar. Eftersom NOx kan reduceras av kolväten och kolmonoxid under stoikiometriska förhållanden uppnås betydande utsläppsminskningar endast när avgasflödet och styrningen av bränslemängden är korrekt reglerade.

Byggsystem och livslängd: substratet klarar höga temperaturer men utsätts för åldring och föroreningar. Föroreningar som svavel och bly kan förstöra aktiv yta och minska effektiviteten. Katalysatorn blir också mindre effektiv när den utsätts för långvarig termisk belastning eller mekanisk slitage, vilket kräver hänsyn till underhåll och byte över tid.

Användning och begränsningar: trevägskatalysatorn används främst i bensinbilar. Dieselfordon förlitar sig oftare på andra lösningar som oxidationskatalysatorer och SCR-system för NOx; nya fordonsplattformar kombinerar ofta flera reningstekniker för att uppfylla strängare utsläppsstandarder.