【作者】

Ke Li, Ke Liu, Dejun Xu, Ting Chen, Reggie Zhan, Z

【摘要】

未来天然气将会是一种大范围替代传统柴油发动机的充满前景的燃料。然而，由于排气中的未燃甲烷的四面体的稳定结构和远低于燃烧界限（5%-15%）的含量浓度使其氧化成为难题。高温环境（>550℃）需要采用催化转化的方法对稀薄甲烷进行完全氧化，因此，在发动机的许多运行工况点，排气温度很难使未燃甲烷完全氧化。本研究中，一种新型的电场催化氧化系统被应用于稀薄CH4的氧化。超过1%的Pd/Co3O4催化剂，存在电场时稀薄甲烷（0.2%）的点火温度从358℃降低至293℃，稀薄甲烷完全转化的温度是350℃。另外，在保持相同的效率水平条件下，电场可以减小Pd量。相比于等离子技术，电场联合催化剂技术可使用输入电流3mA、输入电压不超过500V、功率超过37Kw的小容器达到更节能、更实用的效果。 研究证实，电场对稀薄甲烷氧化的影响超过Pd/Co3O4催化剂。电场提供自由电子来促进Co3O4中晶格氧的释放，因此加强了Pd的氧化。另外，在电场中钴元素氧化作为良好的“水槽”可以加速PdO表面的氢元素的分离，因而更容易激活甲烷活性。TPR结果证明，电场可以加强PdOx的还原性，在低温下CH4更容易氧化。采用in-situ FTIR技术，电场可以很大程度上促进CH4的化学吸附和脱氢作用，加速中间产品的化学反应，进一步加快稀薄CH4的催化氧化。最后，通过上述复杂研究提出了采用电场进行CH4的催化氧化机理。 关键词：天然气发动机;甲烷催化;电催化;排放 译者简介： 李垂孝，男，32，中国船舶重工集团公司第七一一研究所，工程师，研究方向：发动机性能。 翻译：李垂孝 校对：李翔

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

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