trevägskatalysatorn

Trevägskatalysatorn är en typ av avgasrenare som används i många bensinbilar för att minska utsläppen av kolmonoxid (CO), kolväten (HC) och kväveoxider (NOx). Den fungerar i ett trevägs-system där oxidation och reduktion samtidigt sker i en enda katalysatorbeläggning. Viktiga ädelmetaller i katalysatorn är platina (Pt), palladium (Pd) och rodium (Rh). Pt och Pd främjar oxidation av CO och HC till koldioxid och vatten, medan Rh underlättar reduktionen av NOx till kväve och vatten. Ett syrelagringsmaterial, ofta baserat på ceria-zirkon, hjälper katalysatorn att hantera snabba förändringar i avgasmattningen genom redoxcykler mellan oxidations- och reduktionssteg.

Driftsprincipen kräver en i stort sett stoikiometrisk luft-förhållande i avgaserna, vanligtvis nära λ 1. Styrsystemet i bilen övervakar syrehalten med sensorer och justerar bränsleflödet för att hålla balansen mellan oxidations- och reduktionsreaktionerna. Under varma driftförhållanden upprätthålls hög effektivitet när katalysatorn uppnår sin arbetstemperatur, ungefär 300–600 grader Celsius, även om effektiviteten minskar vid kalla motorer eller snabba belastningsändringar.

Historik och användning: Trevägskatalysatorn utvecklades och började vara vanlig under 1980-talet som svar på strängare utsläppsstandarder i bland annat USA och Europa. Den är vanligt förekommande i bensinbilar och är placerad i avgasvägen nära motorn. Dieselmotorers utsläpp skils åt och hanteras ofta med andra tekniker som oxidationkatalysatorer och selektiv katalytisk reduktion (SCR).

Begränsningar: Katalsaatorn fungerar bäst vid eller nära stoikiometrisk blandning och uppvisar minskad effektivitet vid kallstart, vid leania gasblandningar och vid långvarig exponering för svavel eller extrem värme som leder till åldring och förlust av aktivitet.