katalysator (bil)

Katalysator
Katalysator
Av /Shutterstock.
Katalysator på eksosanlegg
Katalysator på eksosanlegg
Av /Shutterstock.

Artikkelstart

Katalysator er i en bil et system for gassrensing som monteres i eksosanlegget for å redusere utslipp av skadelige restgasser etter forbrenningen. Dette skjer gjennom en kjemisk prosess kalt katalyse, som omdanner skadelige stoffer som hydrokarboner, nitrogenoksider og karbonmonoksid til mindre skadelige stoffer. Siden 1989 er katalysator påbudt i alle nye personbiler i Norge.

Gjennom langvarig utviklingsarbeid har bilindustrien kommet frem til katalysatortyper med høy virkningsgrad, lang levetid, og som ikke har noen effektreduserende virkning på motoren.

Virkemåte

Katalysatoren består av en keramisk blokk i aluminiumoksid (Al2O3) med tynne kanaler som gir en stor flate mot eksosgassen. Kanalene er belagt med en katalytisk overflate som inneholder små mender av edelmetallene platina (Pt), rhodium (Rh) og palladium (Pd). Disse edelmetallene blir katalytisk inaktive dersom de kommer i kontakt med bly, slik at biler med katalysator må kjøres på blyfri bensin.

Typer

Katalysator
Treveis katalysator.
Katalysator
Av /Fagbokforlaget.

Det finnes ulike typer katalysatorer:

Reduksjonskatalysator for motorer som går på mager bensin/luftblanding (lean burn-motorer). En reduksjonskatalysator omdanner (reduserer) nitrogenoksider (NOx) til nitrogen.

Oksidasjonskatalysator for motorer som går på mager bensin/luftblanding, eller som har tilførsel av luft. En oksidasjonskatalysator omdanner (oksiderer) hydrokarboner (HC) og karbonmonoksider (CO) til karbondioksid (CO2).

En dobbeltkatalysator består av to katalyseblokker bygd etter hverandre med tilførsel av luft mellom dem. I den første blokken reduseres nitrogenoksidene, i den andre oksideres hydrokarbonene og karbonmonoksidene tilnærmet fullstendig. Reduksjonsgraden er 70–80 prosent.

En treveiskatalysator reduserer alle de tre skadelige gassartene CO, HC og NOx med cirka 94 prosent. Derfor kalles denne typen innretning også tregasskatalysator. Katalysatortypen krever at motoren hele tiden går på et teoretisk ideelt blandingsforhold (se ideell blanding), noe som oppnås ved at motorstyringssystemet går i en lukket kontrollkrets. En oksygenmålende sensor montert i eksosanlegget sender signaler til en elektronisk styreenhet, som korrigerer blandingsforholdet slik at katalysatoren får en optimalt sammensatt eksosgass.

Treveiskatalysator er nærmest en nødvendighet for å tilfredsstille de norske kravene til eksosutslipp på biler.

NOx-katalysator

NOx-katalysator
Prinsippskisse for eksosanlegg med NOx-katalysator og NOx-sensor. NOx-katalysatoren fungerer som et partikkelfilter, men lagrer NOx i stedet for partikler. Når katalysatoren er full brennes den ren, og det som er lagret omdannes til mindre farlige stoffer.
NOx-katalysator
Av /Fagbokforlaget.

Bensinmotorer med direkte innsprøytning har en forbrenning som er mager (mager blanding vil si å ha en forbrenning med lite drivstoff, altså at forbrenningen har et luftoverskudd). Motorer som forbrenner magert over en lengre periode produserer i større grad NOx enn tradisjonelle forbrenningsmotorer. For å løse dette problemet har disse motorene en NOx-katalysator i tillegg til en treveis katalysator.

Katalysatoren fungerer ved at NOx blir fanget opp og lagret i NOx-katalysatoren. Når katalysatoren er full, registrer motorkomputeren dette og forandrer forbrenningen til motoren slik at NOx-katalysatoren brenner rein.

NOx-katalysatoren er laget av edelmetaller slik som platina, palladium og rhodium.

Katalysatorer i dieselmotorer

Det finnes også katalysatorer for å redusere de skadelige gassene fra dieselmotorer. Systemet kan inneholde en egen katalyseenhet som samler nitrogenoksider, som dieselmotorer produserer mye av, og uskadeliggjør disse med jevne mellomrom slik at utslippene ikke inneholder nitrogenoksider, bare rent (atomært) nitrogen.

Dessuten inneholder moderne dieselbilsystemer gjerne et såkalt partikkelfilter, en egen «boks» som samler partikler (PAH) og forbrenner disse med jevne mellomrom for eksempel ved å fete opp blandingen av drivstoff og luft i motoren, det vil si tilsette mer drivstoff. Det finnes også systemer som bare tilfører oksygen (luft) til partikkelfilteret og slik oksiderer (forbrenner) partiklene. Enkelte systemer har en egen tank med et tilsetningsstoff (eolyse) for lettere forbrenne bort partikler i filteret.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg