【おくるま学ぼう】　その11　エンジン 排気装置 触媒

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おくるま学ぼうシリーズは、
本を読んだ（インプットした）内容を
いろいろ妄想しながら
なんらかの形でアウトプットして

-理解を深めて
-記憶の定着率を上げよう

という学習メモです。
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＜自動車の基本とエンジン＞
3.　エンジン部品排気装置のしくみ
4) 触媒(catalyst)コンバーター(catalytic converter)：汚染物質を無毒化する浄化装置、湿原みたいなもの。


今日は触媒(Catalyst)からです。

触媒といえば、小学校の時に、オキシドール＋二酸化マンガンっていうの覚えてます。
逆にそれ以外覚えていない。。。

まずは、定義を確認しておこう。

「化学反応時、それ自身は変化せず、ほかの物質の反応速度に影響する働きをする物質。」

では、おくるまでの触媒とは。


「排ガス中の有害物質炭化水素(HC),一酸化炭素(CO)、窒素酸化物（NOx）を、酸素と化学反応させて無害化する」
→三元触媒(Three-way Catalyst, TWC)コンバーター
還元物質（プラチナPt、ロジウムRh、パラジウムPd）と反応させて水、二酸化炭素、窒素に変化させる。

形状
ペレット型：還元物質を付着させた丸い酸化アルミニウムを詰め込む
モノリス型：ハニカム構造のモノリスを詰め込む

いずれも表面積を増やしたいのね。ふむふむ。


さて、、ここで根本的な疑問。。
NOx、、、君はどこから来たんだ。。。
だって、シリンダー内の反応ってCxHx+O2でしょ？

どこにも窒素原子なんてなくない？

リサーチ。。。

発見。。

「窒素酸化物（NOx）とは、物が高い温度で燃えたときに、空気中の窒素（N）と酸素（O2）が結びついて発生する、一酸化窒素（NO）と二酸化窒素（NO2）などのことをいいます。」

そうか、シリンダー内の燃焼室が高温になるから、空気中の窒素と反応しちゃうのね。

が、思うに…
NO2,NOxは有害だが、NOで止まってくれないのかしら。。。
一酸化窒素は血管を広げ、血流促進する健康に必須な物質。。
ヨガではNO増やすための瞑想法があるのに。。。

排気ガスがNOになれば、みんな健康アップ。。なんてね。
不安定だからNOxになっちゃうよね。

さて、実際の触媒反応式を探してみましょう。

触媒のしくみ
みっつの金属で、原子単位に分解して、反応を促進させる！
「三元触媒」
各金属原子は、気体分子よりずーーーーっと大きい。
大きいものには、小さい原子単位(C, H, O, N)になり引き寄せられて（分子間力）、

NOx → N & Oへ(還元作用)→ NはN同士くっつきN2、OはO2
CO　→ Oを足して（酸化作用）→CO2
HC　→ H & Cへ（いっかいほぐされて）Oを足して（酸化作用）→H2O & CO2

大事なポイントは、酸化還元反応が正しく起こるためには、酸素がある一定の割合で存在すること
ここで、理論空燃比がなぜ大事かというところに戻る。


理解。