韩国研究团队开发出新催化剂 可在较宽的温度范围内有效还原NOₓ

盖世汽车讯 氮氧化物（NOx）是造成空气污染的主要因素，其排放源多种多样，包括工业烟囱、车辆和船舶。NOx的排放温度会因所用燃料的类型和设备的运行条件而存在显著差异。

据外媒报道，鉴于这些变化，在韩国蔚山科学技术大学（UNIST）材料科学与工程系Seungho Cho教授的带领下，研究团队与韩国工业技术研究院（KITECH）的Hong-Dae Kim博士合作，开发出一种在240°C至400°C范围内有效的新型脱硝催化剂。

图片来源：期刊 《Applied Catalysis B: Environment and Energy》

这项创新有望显著提高在各种实际环境中氮氧化物减排的稳定性和效率。该研究发表在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》期刊上。

众所周知，排放到大气中的氮氧化物会造成严重的环境问题，包括细尘形成、臭氧污染和酸雨。虽然选择性催化还原（SCR）系统被广泛用于将氮氧化物转化为无害的氮气（N2），但传统的钒钨催化剂通常仅在350°C左右才能达到最佳工作温度。如此狭窄的温度窗口通常会导致在波动的现场条件下性能下降，从而限制其有效性。

相比之下，新型催化剂在240°C时表现出令人印象深刻的93.6%的去除效率，并在更高温度下保持超过97%的转化效率。与现有商用SCR催化剂（在240°C时效率约为62.4%）相比，这一进步代表着实质性的飞跃。

此外，该催化剂可将超过97%的氮氧化物（NOx）转化为氮气，同时最大程度地减少副产物（例如强效温室气体一氧化二氮（N2O））的生成。该催化剂还具有更长的使用寿命，有望实现更持久、更经济的运行。

该催化剂的卓越性能主要归功于其策略性地添加了少量六方氮化硼（h-BN）。这种材料在维持钒离子活性状态以及保护催化剂表面免受硫酸盐和水分等污染物污染方面发挥着至关重要的作用——这些污染物通常会缩短催化剂的使用寿命。

为了促进工业应用，研究团队还验证了该催化剂在整体式结构下的性能。虽然粉末状催化剂具有优异的反应活性，但其实际应用往往会受到诸如粉尘产生和压力损失等问题的阻碍。该团队开发的整体式结构能够有效处理高气流条件——以 20升/分钟的流速每秒处理数十微克的NO——使其非常适合实际应用。

Cho教授表示：“我们的催化剂具有广泛的操作温度范围，能够稳定高效地去除工厂、车辆和船舶等各种排放源中的氮氧化物。我们预计，减少对有毒且昂贵的钒的依赖将提高工业环境的安全性和经济可行性。”