催化剂的进步改进了天然气清洁技术

一种新开发的催化剂具有独特的、原子大小的“筏”，在清理天然气发动机排放物方面比目前的技术做得更好。

Nature Catalysis报道的这项工作可以使天然气动力技术更清洁，更适用于卡车、越野车和设备动力系统。研究人员开发了钯 (Pd) 氧化物催化剂“筏”，这些催化剂与单个铂原子结合在一起。他们的催化剂可有效净化天然气，并使催化反应更能耐受水蒸气，从而减少排放的未燃烧甲烷量。

虽然天然气发动机比汽油或柴油发动机更清洁，二氧化碳排放量减少约 25%，颗粒污染更少，但它们会排放未燃烧的甲烷，因为它们的废气催化转化器在低温下效率不高。新开发的结果显示出比当前技术更高的反应速率。

“能源效率的提高必须与后处理技术齐头并进，”华盛顿州立大学基因和 Linda Voiland 化学工程与生物工程学院的 Voiland 特聘教授、该论文的通讯作者之一王勇说.“目前，从甲烷燃烧发电还不能使用最高效的燃烧技术。所以它有效，但该效率还有进一步提高的空间。”

该团队由来自华盛顿州立大学和新墨西哥大学的研究人员领导，并在美国、和中国有许多合作者。

天然气发动机虽然在美国没有那么广泛使用，但在世界各地的车辆中普遍使用，尤其是在中国、和。由于它们的污染比柴油发动机低，因此它们经常用于城市地区的卡车和公共汽车。天然气发动机还用于天然气行业，以运行数千台压缩机，将天然气泵送到人们的家中。

然而，这些以天然气为动力的车辆会排放未燃烧的甲烷，因为它们的废气催化转化器在低温下效率不高。发动机工作效率越高，燃烧越清洁，排气温度就越低，催化剂在清除污染物方面的性能就越差。特别是发动机中未燃烧的甲烷是一种强效温室气体，比二氧化碳严重约 25 倍，会导致气候变化。

此外，甲烷燃烧的副产品之一是水，而传统催化剂在有水的情况下工作时“非常糟糕”，王说。更清洁的燃烧燃料最终会在去除污染物方面发挥作用。

与通常使用的由氧化钯纳米粒子制成的催化剂相比，研究人员开发的筏子对水蒸气具有更好的耐受性，并具有更高的反应性。

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