Dieselmotoren worden veel gebruikt in landbouwmachines, voertuigen en schepen vanwege hun hoge thermische efficiëntie. De zwavel in dieselbrandstof wordt door verbranding geoxideerd tot zwaveldioxide. Dit zwaveldioxide is niet alleen schadelijk voor de menselijke gezondheid, maar veroorzaakt ook deactivering van de katalysatoren die worden gebruikt om NO . te behandelen _x in de uitlaatstroom.

Dit probleem kan worden overwonnen door zwavelvrije brandstoffen te gebruiken op basis van biomassa of schone steenkooltechnologie, of door een ontzwavelingsfilter te installeren om zwaveloxiden stroomopwaarts van de NO . te verwijderen _x katalysator. Onderzoekers van de universiteit van Kanazawa hebben een plasma-geassisteerde MnO . ontwikkeld ₂ filter dat uitlaatgassen produceert zonder NO _x en dus _x . Deze technologie verbetert de ontzwavelingseigenschappen van MnO ₂ met de activiteit van ozon uit een niet-evenwichtsplasma bij atmosferische druk (Figuur 1). Geactiveerde chemische soorten (O ₃ , OH-radicalen, enz.) die in het plasma aanwezig zijn, bevorderen ontzwavelings- en denitreringsreacties.

MnO ₂ reageert met zwavel- en stikstofoxiden om sulfaten en nitraten te produceren, respectievelijk. De interactie tussen SO ₂ en nee ₂ degradeert de prestaties van MnO ₂ katalysatoren bij het elimineren van beide soorten. Prof Huang van het Guangzhou Institute of Energy Conversion analyseerde het MnO2-katalysatormateriaal na blootstelling aan gesimuleerd uitlaatgas dat zowel SO ₂ en nee ₂ en ontdekte dat zowel mangaannitraat als mangaansulfaat werden geproduceerd.

We evalueerden de impact van ozon op de prestatie van de katalysator voor SO ₂ en nee ₂ verwijderen (Figuur 2). Een niet-evenwichtsplasma bij atmosferische druk werd gegenereerd door de diëlektrische barrière-ontladingsmethode. De prestaties van de katalysator bij het elimineren van zowel SO ₂ en nee ₂ werd verbeterd door de introductie van ozon in een lage concentratie van ongeveer 50 ppm. De verbetering in NO ₂ eliminatie was bijzonder opmerkelijk. De introductie van ozon lijkt een reactie te geven om stikstofoxiden te reduceren tot stikstof. In de beginfase van de reactie, meer dan 99% van SO ₂ en nee ₂ uit de uitlaatstroom werden verwijderd. De onderzoekers van de Universiteit van Kanazawa, onder leiding van Yugo Osaka, voor het eerst aangetoond dat nulemissie van NO _x kan zelfs in de aanwezigheid van zwaveloxiden worden bereikt door gebruik te maken van een plasma-geassisteerd MnO ₂ filter. Het plasma-geassisteerde filter lijkt de eliminatie van SO . te vergroten ₂ vanwege SO ₃ genereren en ook stikstofoxiden tot stikstof reduceren.

Deze bevindingen zullen naar verwachting breed toepasbaar zijn bij de zuivering van uitlaatgassen van dieselmotoren die zwavelhoudende brandstoffen gebruiken. We hebben het mechanisme verduidelijkt waarmee de inductie van het niet-evenwichtsplasma de prestaties van de MnO verhoogt ₂ filter. We hopen de verdere ontwikkeling van plasma-geassisteerde MnO . te stimuleren ₂ filters en maken zo een grotere diversiteit aan brandstoffen mogelijk zonder de luchtkwaliteit nadelig te beïnvloeden.