تتكون غازات السيارات من جزيئات ضارة ، ولكن هذه الجزيئات مصنوعة من ذرات غير ضارة نسبيًا ، لذلك إذا تمكنا من إيجاد طريقة لتقسيم الجزيئات بعد أن تترك محرك السيارة وقبل ضخها في الهواء ، يمكن أن نتصدى لمشكلة التلوث أو بعضها على أي حال هذه هي المهمة التي يقوم بها المحول الحفاز للسيارة .
ما هو المحول الحفاز
المحول الحفاز هو صندوق معدني كبير ، مثبت في الجانب السفلي من السيارة ، به أنبوبان يخرجان منه ، أحدهم متصل بالمحرك ويأتي بأبخرة ساخنة ملوثة من اسطوانات المحرك (حيث يحترق الوقود وينتج عنه طاقة) ، ويتم توصيل الأنبوب الثاني بالعادم ، ونظرًا لأن غازات أبخرة المحرك تدخل في المحفز ، فقد تحدث التفاعلات الكيميائية على سطحه ، وتفكك الغازات الملوثة وتحولها إلى غازات أخرى آمنة بما يكفي لتنفجر في الهواء بشكل غير ضار .أحد الأشياء المهمة التي يجب ملاحظتها حول المحولات الحفازة هو أنها تتطلب استخدام الوقود الخالي من الرصاص ، لأن الرصاص في الوقود التقليدي يؤدي إلى التسمم .
اختراع المحول الحفاز
حصل المهندس الكيميائي الفرنسي يوجين هودري (1892–1962) على براءة اختراع المحول الحفاز الأول في الولايات المتحدة ، حيث قدم الاختراع في 5 مايو 1950 واستلمه بعد أربع سنوات في يوم 6 أبريل 1954 ، وكان قد اخترع هودريHoudry سابقا التكسير الحفاز ، وهي العملية الصناعية التي يتم من خلالها تقسيم العديد من المواد الكيميائية العضوية المعقدة في النفط إلى العشرات من المنتجات المفيدة ، بما في ذلك البنزين ، وبعد ذلك ، جرب صنع أنواع مختلفة من وقود المركبات وجعلها أكثر نظافة.، وعلى الرغم من إدراكه لمشكلة تلوث الهواء المتزايدة ، إلا أن أفكاره كانت متقدمة جدًا عن وقتهم فقد تم تسمم المحولات الحفازة من خلال إضافات الرصاص المستخدم في البنزين لتحسين الأداء ، ولحسن الحظ ، في السبعينات ، بدأ الناس يدركون مخاطر الرصاص ، وهو معدن ثقيل سام . وفي عام 1973 ، أصدرت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) تقريراً يوضح كيف أضر الرصاص بصحة الناس ، مما أدى إلى إزالة الرصاص من البنزين. ظهرت المحولات الحفازة العملية الأولى بعد فترة وجيزة ، في منتصف سبعينيات القرن الماضي ، واستخدمت في السيارات منذ ذلك الحين .[1]
ماذا يحدث داخل المحول
تتدفق الغازات داخل المحول عبر هيكل كثيف مصنوع من السيراميك ومطلي بالمحفزات ، وتدل مساحة هذا الهيكل أن الغازات تأخذ مساحة كبيرة من المحفز في وقت واحد ، لذلك يتم تحويلها بسرعة أكبر وكفاءة .وعادة يكون هناك نوعان من المحفزات المختلفة في المحول الحفاز يعالج أحدهم تلوث أكسيد النيتروجين باستخدام عملية كيميائية تسمى الاختزال (إزالة الأكسجين) ، وهذا يحطم أكاسيد النيتروجين في غازات النيتروجين والأكسجين (غير الضارة ، لأنها موجودة بالفعل في الهواء من حولنا ). ويعمل المحفز الآخر من خلال عملية كيميائية معاكسة تسمى الأكسدة (إضافة الأكسجين) ويحول أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون ، وتفاعل الأكسدة الآخر يحول الهيدروكربونات غير المحترقة في العادم إلى ثاني أكسيد الكربون والماء .[1]
ما مدى فاعلية المحولات الحفازة
صممت المحولات الحفازة بشكل أساسي لتقليل تلوث الهواء ، ويبدو أن هذا يشير إلى أنها فعالة ، ومع ذلك ، فإن الناس يتساءلون أحيانًا عما إذا كانوا حقًا هذه المحفزات مهمة كما يبدو ، من المهم التذكر أنها تقلل الانبعاثات بدلاً من التخلص منها تمامًا .وتتمثل إحدى مشكلات المحول الحفاز في أنها تعمل فقط في درجات حرارة عالية (أكثر من 300 درجة مئوية / 600 درجة فهرنهايت أو نحو ذلك) ، وعادة ما تستغرق الأنواع المبكرة من المحولات الحفازة حوالي 10-15 دقيقة للتدفئة ، لذلك كانت غير فعالة تمامًا لأول كيلومترات / أميال من الرحلة (أو أي جزء من رحلة قصيرة جدًا) ، إلا أن التدفئة والتسخين الحديث في 2-3 دقائق فقط ؛ ومع ذلك ، يمكن أن تحدث انبعاثات كبيرة خلال هذا الوقت .ومسألة أخرى هي ما إذا كانت المحولات الحفازة تزيد من انبعاثات غازات الدفيئة ، فنحن نفكر في غاز ثاني أكسيد الكربون باعتباره غازًا آمنًا ، لأنه غير سام في التركيزات اليومية ، ومع ذلك ، فهي ليست ضارة تمامًا ، لأننا نعرف الآن أنها السبب الرئيسي للاحتباس الحراري وتغير المناخ ، ويعتقد بعض الناس أن المحولات الحفازة تجعل تغير المناخ أسوأ لأنهم يحولون أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون ، وفي الواقع ، فإن أول أكسيد الكربون الذي ستنتجه السيارة سوف يتحول في النهاية إلى ثاني أكسيد الكربون في الجو بمفرده ، لذا فإن المحول يعمل على تقليل أول أكسيد الكربون وتحسين نوعية الهواء المحلي .[1]
لماذا تحتاج السيارات إلى المحول الحفاز
ينتج عادم السيارة انبعاثات سامة مضرة بالبيئة إذا تم إطلاقها في الهواء ، مما تسبب في ضباب دخاني و أمطار حمضية ، هذه الملوثات بشكل رئيسي هي :
مزايا ازالة المحول الحفاز من السيارة
عيوب ازالة المحول الحفاز من السيارة
