A katalizátorok csökkentik az autók mérgező kibocsátását, és az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége szerint minden idők egyik legnagyobb környezetvédelmi találmánya. Manapság a katalizátorlopások száma egyre növekszik, és ez részben a kémiájuknak köszönhető.
Videó átirat:
Ha bekapcsolja autóját, és úgy hangzik, mint egy fűnyíró, gratulálunk! A katalizátorát ellopták.
Úgy látszik, ez mostanában sok emberrel megtörtént.
[RYAN] Beültem a kocsiba, bekapcsoltam, és úgy hangzott, mintha egy vonszoló autót indítanék.
[JEAN] Szörnyű üvöltés volt, mintha egy gyorsasági pályán lennék, hangtompító nélkül. Felhívtam a szerelőmet, és azt mondta, ellopták a katalizátorát. Csak ennyit kellett mondanom neki, és ő tudta.
[RYAN] Felhívtam egy szerelőt, aki az utcán volt, csak néhány háztömbnyire, és elmondtam nekik, és azt mondták, ó, ez a katalizátor, ebből a héten hármat kaptunk.
[SAM] A katalizátorokat először az 1970-es években vezették be nagy léptékben az Egyesült Államokban, ahol a levegőszennyezés egyre nagyobb problémává vált. 99 százalékkal csökkentik a legtöbb mérgező autó kibocsátását, és az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége szerint minden idők egyik legnagyobb környezetvédelmi találmánya.
Akkor miért lopják el őket?
Ahhoz, hogy valóban megértsük, miért lopják el a katalizátorokat, az elején kell kezdenünk, a motorral.
Amikor a motor hajtja, elégeti a benzint, hogy az autót mozgató energiát állítsa elő, az általa elégetett benzin pedig többnyire csak különböző típusú szénhidrogénekből áll. Egy tökéletes világban ezek a szénhidrogének teljesen égnének, így oxigénnel egyesülnének szén-dioxidot és vízgőzt képezve, semmi mást.
De a való világban a benzin nem ég tökéletesen, és a tökéletlen égés mérgező gázokat, például szén-monoxidot és nitrogén-oxidokat hagyhat ki a kipufogócsonkon. Erre pedig korábban nem volt szabályozás.
Ó, a levegő tele van szén-monoxiddal? Szívd fel, gyengék.
De aztán 1970-ben a tiszta levegőről szóló törvény lehetővé tette az EPA számára, hogy szabályozza a levegőszennyezést. Itt jött be a katalizátor.
Itt van, a motor és a kipufogó között.
A katalizátorok gyorsan nagyon hatékony eszközzé váltak a légszennyezés csökkentésében. De mitől olyan hatékonyak?
Átmeneti fémeket használnak, különösen platina, palládium és ródium kombinációit. Ezek a fémek kiválóan képesek feladni és visszavenni az elektronokat, ami jó katalizátorokká teszi őket. Ez azt jelenti, hogy felgyorsíthatják más molekulák reakcióit anélkül, hogy megváltoztatnák magukat.
Amikor a motor tökéletlen égéséből származó mérgező gőzök eljutnak a katalizátorhoz, először platinát és ródiumot érnek el. Ebben az esetben a platina és a ródium felgyorsítja a redukciós reakciót.
A redukciós reakció során egy vegyület oxigénatomokat veszít és/vagy elektronokat vesz fel. A platina és a ródium csökkenti a mérgező nitrogén-oxid vegyületeket azáltal, hogy leszívja az oxigénatomokat, amelyek aztán oxigéngázként szabadulnak fel. Ekkor a megmaradt nitrogénatomok reakcióba lépnek egymással és nitrogéngáz szabadul fel.
Így a mérgező nitrogén-dioxidtól vagy nitrogén-oxidtól az ártalmatlan nitrogén- és oxigéngázig jutottunk.
A következő platina és palládium felgyorsítja az oxidációs reakciót. Az oxidációs reakció a redukciós reakció ellentéte. Egy vegyület oxigénatomokat nyer és/vagy elektronokat veszít. A platina és a palládium összegyűjti az oxigént, és a maradék benzin szénhidrogének és szén-monoxid oxidálására használja fel, és főként szén-dioxidot és vizet termel.
Akkor miért lopják az emberek a katalizátorokat?
Az elmúlt néhány évtizedben egyre több ország vezetett be egyre szigorúbb kibocsátási szabványokat, így nagyobb a kereslet a katalizátorok iránt, ami azt jelenti, hogy nagyobb a kereslet a fémeik iránt.
A platina, a palládium és a ródium rendkívül ritka, ezért áraik jelentősen megemelkedtek.
Ráadásul sok elektronikában is használják őket, ami még jobban megnöveli a keresletet.
A ródium körülbelül 600 dollár volt unciánként öt évvel ezelőtt. Ma 21,000 10 dollár felett van unciánként, ami tízszerese az arany árának. Az egyik katalizátorban pedig körülbelül 400 dollár értékű ródium van.
Ezért az emberek katalizátorokat vágnak ki az autókból, és ócskavasnak adják el. Egyes államok megpróbálják valóban szigorúan szabályozni a fémhulladék értékesítését, hogy remélhetőleg csökkentsék a katalizátorlopások számát. Vannak olyan kutatók is, akik olcsóbb fémeket keresnek a katalizátorokhoz, amelyek sokat segíthetnek.
A katalizátorok nagyon fontosak, de nem tökéletesek. Autóink még mindig CO2-t bocsátanak ki a légkörbe, a katalizátorok pedig kis mennyiségű platinát, palládiumot és ródiumot bocsátanak ki, amelyek károsak lehetnek nekünk és más állatoknak.
Sajnos még mindig nincs ezüstgolyó az autók károsanyag-kibocsátási problémáinak megoldására. Ha benzint éget, akkor csak károsanyag-kibocsátása lesz.
