Projekt PL

Cel Projektu

            Wśród licznych problemów środowiskowych współczesnego społeczeństwa, za bardzo istotny trzeba uznać emisję cząstek smogu pochodzenia antropogenicznego. Zawieszone w powietrzu cząstki stałe (PM, od angielskiego particulate matter) można rozdzielić na cząstki typu PM2,5, o średnicach poniżej 2,5 μm i PM10, o średnicach poniżej 10 μm. Cząstki o tak małych wielkościach mogą, nawet przez tygodnie, trwać zawieszone w powietrzu i zostać przemieszczone na duże dystanse. Istotnym zagrożeniem, które niosą one ze sobą jest fakt ich stosunkowo łatwego transportu do płuc, gdzie może następować ich akumulacja. Cząstki stałe dodatkowo przyśpieszają proces korozji metali a ich destruktywny wpływ na glebę niekorzystnie wpływa na uzysk z plonów rolnych. W tym momencie cząstki typu PM2,5 i PM10 uznawane są za groźniejsze dla środowiska niż SO2 i cząstki typu NOx.

            Za główne źródło wspomnianych cząstek uważa się obecnie ich emisję w postaci spalin z silników samochodowych. Relatywnie prostym rozwiązaniem w ograniczeniu tego typu smogu jest zastosowanie filtrów cząstek stałych, jednakże problemem w tym przypadku staje się usuwanie cząstek z filtra, na którym następuje ich akumulacja, która następnie może prowadzić do powstawania ciśnienia wstecznego. Zastosowanie filtrów katalitycznych mogłoby pozwolić na katalityczne dopalanie osadzonych na filtrze cząstek (już w temperaturze gazów spalinowych, tj. 200-400°C), są to jednak rozwiązania drogie, głównie ze względu na popularność w tym sektorze katalizatorów platynowych. Sensowność takiego rozwiązania jest jednak warunkowana przez jego rozpowszechnienie, dlatego koniecznym jest ciągłe poszukiwanie nowych katalizatorów, konkurencyjnych dla platyny pod względem własności katalitycznych i, co bardzo istotne, tańszych.

            O innowacyjności projektu świadczą dwa istotne czynniki. Skupia on się nie tylko na katalitycznym dopalaniu sadzy węglowej, ale również na usuwaniu zaadsorbowanych w jej porach węglowodorów poliaromatycznych, które w skrajnych przypadkach mogą stanowić 90% samych cząstek. W silniku spalinowym następuje jedynie częściowy rozkład wspomnianych związków wielopierścieniowych a obecnie stosowane katalizatory nie usuwają ich pozostałości. Jest to istotny problem ze względu na rakotwórczy i mutagenny wpływ węglowodorów poliaromatycznych na organizm ludzki. Kolejnym innowacyjnym aspektem projektu jest sam wykorzystany materiał. Cząstki bimetaliczne Ru-Re i Ru-Pt  zostaną pierwszy raz zastosowane w procesach katalitycznego utleniania sadzy i wielopierścieniowych związków aromatycznych. Katalizatory wykorzystane w pracy będą wytworzone z zastosowaniem nowoczesnej metody koloidalnej. Warto również nadmienić, że projekt skupia się na problematyce usuwania cząstek stałych powstałych w silnikach benzynowych, które są relatywnie trudniejsze do usunięcia od tych z silników diesla i na temat których istnieje znacznie mniej danych literaturowych.

            Projekt jest prowadzony z założeniem potencjalnie aplikacyjnym. Jego celem jest stworzenie układów katalitycznych nowej generacji, będących bezpośrednią konkurencją dla kosztownych katalizatorów opartych na platynie i palladzie. Stworzenie filtrów cząstek stałych dostępnych powszechnie jest istotne ze względu na stale rosnące wymagania ustawowe stawiane przez Unię Europejską w kwestii zmniejszenia emisji cząstek stałych. Istotnym czynnikiem jest tu również specyfika regionu Europy Wschodniej, gdzie samochody wykorzystywane są przede wszystkim na krótkich dystansach i w centrach miast, gdzie ze względu na niskie prędkości jazdy niemożliwym jest osiągnięcie wymaganej (dla konwencjonalnych katalizatorów) minimalnej temperatury spalin, warunkującej inicjację katalitycznego spalania. Zastosowanie nowych katalizatorów może wpłynąć na obniżenie tej temperatury, bezpośrednim efektem czego byłoby obniżenie ilości smogu generowanego w centrach miast.