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Die Atmosphäre der Venus inspirierte Forscher zur Entwicklung einer neuen Technologie zur Bekämpfung der Luftverschmutzung

Von der Venus bis zum Fahrzeugauspuff.

Luftverschmutzung. Quelle: imagedepotpro/iStock

Die Reduzierung der CO2-Emissionen von Straßen, Schienen und Schiffen erfordert die gleichzeitige Umsetzung einer Reihe von Lösungen. Bei Autos die Anzahl der Fahrten insgesamt reduzieren durch Erleichterung des Gehens und Radfahrens und Verbesserung des öffentlichen Verkehrs, Veränderungder Kraftstoff in Fahrzeugen und die optimale Nutzung der bereits auf der Straße befindlichen Fahrzeuge müssen alle eine Rolle spielen. Keine dieser Lösungen allein reicht aus.

Im Jahr 2030 der Verkauf von neuen Diesel- und Benzin-Pkw wird verboten in Großbritannien. Die Zukunft des Personenverkehrs wird elektrisch sein. Aber neu Probleme bei der Teileversorgung und die hohe CO2-HerstellungskostenElektrofahrzeuge könnten die Klimavorteile dieses Übergangs verzögern.

Um die bestehenden benzin- und dieselbetriebenen Fahrzeuge – und den Kohlenstoff, der in ihre Herstellung investiert wurde – optimal zu nutzen, können Fahrer und Hersteller die Emissionen einer Familie von Verbindungen reduzieren, die Stickoxide genannt werden, die verbunden mit Atemwegserkrankungen, durch eine bessere Behandlung der Abgase. Auf diese Weise können die von der Luftverschmutzung am stärksten betroffenen Gemeinden zumindest geschützt werden, bevor die schädlichen Fahrzeugemissionen endgültig beseitigt werden.

Mein Forschungsteam entwickelt eine neue Generation von Katalysatoren – die Geräte, die an Auspuffrohren angebracht sind, um die Freisetzung giftiger Gase zu reduzieren. Inspiriert von der Chemie, die auf der Oberfläche extrem heißer Planeten wie der Venus beobachtet wurde, haben wir produziert ein synthetisches Material das könnte die Luftqualität verbessern.

Von Venus bis Fahrzeugauspuff

Das Licht der Sonne zerstört Kohlendioxid CO₂ in der Atmosphäre von Planeten und produziert Kohlenmonoxid CO. Nicht schnell genug, um den Klimawandel abzuwenden, aber genug, dass Atmosphären wie die Venus weit mehr CO enthalten sollten, als wir dort beobachten.

Unsere Gruppe untersucht die Auswirkungen von meteorischem Material Staub aus dem Weltraum in Atmosphären. Ein von uns hergestelltes Eisensilikatpulver, das diesen Staub nachbildet. kann beschleunigen die Umwandlung von CO in CO₂. Dafür wurden die ersten Katalysatoren in Autos entwickelt, da CO ein giftiges Gas ist.

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Das brachte uns zum Nachdenken, ob dieses Material bei anderen Problemen helfen könnte, wie z. B. der Stickoxidbelastung, die überschreitet gesetzliche Grenzen in der Luft vieler britischer Städte. Schlechte Luftqualität durch Fahrzeugabgase kostet Zehntausende von Leben jährlich.

Wir haben festgestellt, dass das Pulver nicht nur kanngleichzeitig aufräumen CO- und Stickoxidemissionen, kann aber Stickstoffdioxid NO₂, ein schädliches Gas, das speziell reguliert wird bei Raumtemperatur in harmlosen molekularen Stickstoff N₂ und Wasser umwandeln.

Katalysatoren zur Verarbeitung von Stickoxid NOx-Emissionen, die in modernen Dieselfahrzeugen eingebaut sind, funktionieren nur bei Abgastemperaturen über 150 °C. Selbst wenn Ihr Auto ein Additiv verwendet, um die Stickoxidemissionen zu reduzieren, ist es unwahrscheinlich, dass es bei langsamer Fahrt mit dem Auspuff funktioniertist kühler. Dann stoßen Fahrzeuge am meisten NO₂ aus – oft in Staus, wo sich die am stärksten verschmutzte Luft ansammeln kann.

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Wenn das Stromnetz dekarbonisiert und robust genug ist, um Millionen von Elektrofahrzeugen aufzuladen, können Katalysatoren, die Stickoxide entfernen können, immer noch wichtig sein. Zum Beispiel der Erdgasbrennstoff in Industrieöfen wird wahrscheinlich ersetzt mit Wasserstoff.

Im Gegensatz zu Bussen und Autos, die mit Wasserstoff betrieben werden, die Energie durch eine Reaktion in einer Brennstoffzelle erzeugen, verbrennen größere Anwendungen wie Öfen in Stahlwerken Wasserstoffbrennstoff direkt. Diese Hochtemperaturverbrennung wandelt molekularen Stickstoff in der Luft in Stickoxidverschmutzung um, die entfernt werden müssen.

Deshalb freuen wir uns darauf, einen Prototyp eines Abgaskonverters zu entwickeln, der in den meisten Situationen funktioniert und das Potenzial hat, giftige Emissionen aus Verbrennungsmotoren und anderen Quellen in Zukunft radikal zu reduzieren.

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Alexander James, Wissenschaftlicher Mitarbeiter in Atmosphärenchemie, Universität Leeds

Dieser Artikel wurde neu veröffentlicht von Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lesen Sie die Originalartikel.

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