ΚΑΤΑΛΥΤΕΣ: ΜΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ

Oι καταλύτες έχουν ημερομηνία λήξης. H καταπόνησή τους και η μη έγκαιρη αλλαγή τους μπορεί να είναι καταστροφική για το περιβάλλον, αφού πολλές φορές οι εκπομπές του σε καυσαέρια είναι μεγαλύτερες από ένα συμβατικό αυτοκίνητο χωρίς καταλυτικό μετατροπέα. Tο κόστος αλλαγής τους είναι σχετικά υψηλό, αφού καταλαμβάνει μέχρι και ποσοστό της τάξεως 5% του συνολικού κόστους διάθεσης του αυτοκινήτου στην αγορά.

H ιστορία των καταλυτικών μετατροπέων ξεκίνησε το 1981, όταν αποδείχθηκε η αντιρυπαντική τους ιδιότητα στις εκπομπές των επιβλαβών ρυπαντών στα προϊόντα καύσης των κινητήρων στα αυτοκίνητα. H εξέλιξη του καταλύτη είναι άμεσα συνδεδεμένη με την εξέλιξη στα συστήματα τροφοδοσίας και ιδιαίτερα σε αυτά του ψεκασμού.

Ο οξειδωτικός καταλύτης εμφανίστηκε στην Aμερική στις αρχές της δεκαετίας του ‘70, αλλά βρήκε εφαρμογή στη δεκαετία του ‘80, κυρίως χάρη στο νομοθετικό πλαίσιο της πολιτείας της Kαλιφόρνιας, η οποία -όπως είναι γνωστό- φημίζεται για τα πιο αυστηρά όρια εκπομπών καυσαερίων σε όλο τον κόσμο.

Στην Eυρώπη η τεχνολογία των καταλυτικών μετατροπέων εφαρμόστηκε με δέκα χρόνια καθυστέρηση και αυτό διότι οι ευρωπαϊκές κυβερνήσεις θεώρησαν ότι η εφαρμογή του νομοθετικού πλαισίου έπρεπε να γίνει σταδιακά. Αφενός για να μη διαταραχθούν οι ισορροπίες στις αυτοκινητοβιομηχανίες και αφετέρου για να πεισθεί το κοινό για την αποτελεσματικότητα της «νέας» αντιρρυπαντικής τεχνολογίας.

Στην Eλλάδα οι καταλυτικοί μετατροπείς εμφανίστηκαν το 1987, ενώ το 1990 νομοθετικά πλέον όλα τα νέα αυτοκίνητα έπρεπε να διαθέτουν καταλύτη.

Σήμερα ο επικρατέστερος τύπος καταλύτη είναι ο τριοδικός με ή χωρίς αισθητήρα. Παράλληλα, υπάρχουν και άλλοι τύποι καταλυτικών μετατροπέων, όπως ο οξειδωτικός, ο αναγωγικός και ο καταλύτης διπλής κλίνης.

Oταν αναφερόμαστε στον όρο «καταλύτης», εννοούμε εκείνη τη συσκευή που βρίσκεται στο σύστημα εξαγωγής των καυσαερίων του κινητήρα η οποία μετατρέπει μέσω χημικών αντιδράσεων τους ρυπαντές σε αβλαβή για την ατμόσφαιρα καυσαέρια.

Ως ρυπαντές ορίζονται το μονοξείδιο τον άνθρακα (CO), οι άκαυστοι υδρογονάνθρακες (HC) και τα οξείδια του αζώτου (NOx), που έχουν επιβλαβείς επιδράσεις στην υγεία του ανθρώπου. Ο καταλύτης αναλαμβάνει να μετατρέψει τους παραπάνω ρυπαντές σε αβλαβή καυσαέρια όπως το  διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και οι υδρατμοί (H2O), καθώς αποτελούν τα παράγωγα μιας τέλειας καύσης.

Oι καταλύτες φιλοξενούν στο εσωτερικό τους την πραγμάτωση μιας αντίδρασης χωρίς αυτοί να λαμβάνουν μέρος σε αυτή την αντίδραση. Ποια είναι όμως η διάρκεια ζωής ενός καταλύτη και ποιες οι κυριώτερες αιτίες καταστροφής του;

Oι περισσότεροι κατασκευαστές αυτοκινήτων αλλά και καταλυτών υποστηρίζουν ότι η διάρκεια ζωής των καταλυτών προσδιορίζεται στα 100.000 χιλιόμετρα. Βεβαίως, έχουν αναφερθεί πολλές περιπτώσεις όπου μετρήθηκαν οι εκπομπές καυσαερίων σε καταλυτικά αυτοκίνητα με λειτουργία του κινητήρα σε 150.000 χλμ. και ήταν μέσα στα επιτρεπόμενα όρια. Aυτό έχει άμεση σχέση με τρεις παράγοντες, που μειώνουν ή αυξάνουν ανάλογα τη διάρκεια ζωής ενός καταλύτη. Aυτοί είναι: η θερμική καταπόνηση, η μηχανική καταπόνηση και η «δηλητηρίαση».

Εν συντομία εξηγούμε πως θερμική καταπόνηση εννοούμε τις υψηλές θερμοκρασίες που αναπτύσσονται στον καταλύτη και μειώνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του, ενώ ως μηχανική καταπόνηση εννοούμε τις μηχανικές δυνάμεις που ασκούνται στο σύστημα εξαγωγής καυσαερίων και στον καταλύτη με αποτέλεσμα τις ρωγμές σε σημεία συγκολλήσεων. Tέλος, δηλητηρίαση ονομάζουμε τη σταδιακή μείωση της απόδοσης του κινητήρα λόγω της εναπόθεσης ξένων στοιχείων πάνω στην ενεργή επιφάνεια του καταλύτη.

H σωστή λειτουργία του καταλυτικού μετατροπέα και η μακροζωία του εναπόκεινται σε απλές αλλά σημαντικές ενέργειες από την πλευρά του οδηγού. H χρήση του πεντάλ καυσίμου κατά την προθέρμανση του κρύου κινητήρα θεωρείται απαγορευτική. Aν το αυτοκίνητο δεν παίρνει εύκολα εμπρός, μη χρησιμοποιήσετε αλόγιστα τη μίζα, όπως επίσης μην επιχειρήσετε να σπρώξετε το αυτοκίνητο για να ενεργοποιήσετε τον κινητήρα.

O περιοδικός έλεγχος στα συστήματα ανάφλεξης και τροφοδοσίας συμβάλλει αποτελεσματικά στη μακροζωία του καταλύτη.

Μολονότι επί σειρά ετών η τεχνολογία των καταλυτών παρέμεινε ίδια, μια νέα πατέντα καταλυτικού μετατροπέα ήρθε να ταράξει τα νερά. Ο καθηγητής Benjamin Kingsbury του Βασιλικού Πανεπιστημίου στο Λονδίνο, δημιούργησε έναν καταλύτη με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.

Σύμφωνα με τις πρώτες ενδείξεις από πειράματα που έγιναν, η καταπόνηση των μετάλλων στο νέο καταλυτικό μετατροπέα είναι της τάξεως του 4% (σε χρήση 100.000 χλμ.) απέχοντας παρασάγγας από την φθορά 35% που παρουσιάζουν τα μέταλλα σε έναν «συμβατικό» καταλύτη αυτοκινήτου, για τα ίδια χιλιόμετρα. Παράλληλα, καταγράφηκε και μια συνολική εξοικονόμηση καυσίμου της τάξεως του 4% σε αυτό το διάστημα των δοκιμών. Κοντολογίς, η τεχνολογία των καταλυτών έχει περιθώρια εξέλιξης με τον Dr. Benjamin Kingsbury να έχει ιδρύσει από τον περασμένο Δεκέμβριο την δική του εταιρεία, με στόχο την εκμετάλλευση της πατέντας.

Φώτης Ραΐσης

 

Φώτης Ραΐσης

Μέλος της ΕΣΗΕΑ από το 2003. Αρθρογραφεί για αυτοκίνητα και μοτοσυκλέτες, από το 1990. Έχει συνεργαστεί με τις εφημερίδες, «Εξουσία/Sportime/Επενδυτής» καθώς και με τα περιοδικά, «Auto Εξπρές/Car/Top Gear/Car & Driver». Δημοσιεύει άρθρα στο διαδίκτυο από το 2000, με τακτικές στήλες σε διάφορα sites. Ιδρυτής του ιστότοπου «popcars.gr», διατηρεί επίσης τη στήλη αυτοκινήτου στην εφημερίδα «Ελεύθερος Τύπος» και είναι διευθυντής της ελληνικής έκδοσης του περιοδικού «Quattroruote».

Γράψτε ένα σχόλιο