مبدل کاتالیست یکی از مهم‏ ترین اجزای خودرو است که نقش بسیار مؤثری در کاهش آلاینده ‏های تولیدی آن دارد. کاتالیست تا ۹۰درصد گازهای سمی را بی‏اثر کرده و هیدروکربن‏ های نسوخته‏ ای را که از موتور خارج می‏ شوند به آب و دی اکسیدکربن تبدیل می کند. کاتالیست خودرو قطعه­ ای است که درطراحی خودرو، در مسیر خروج دود اگزوز نصب می­ شود و با این کار میزان آلایندگی خودرو کاهش می یابد. متوسط عمر کاتالیست حدود ۴ سال است و پس از این مدت باید قطعه مورد نظر تعویض شود. طول عمر مفید کاتالیست 80 تا 120هزار کیلومتر است. همه خودروهایی که دارای موتور احتراقی هستند، قطعه­ ای به نام اگزوز دارند. سه وظیفه عمده اگزوز را می توان اینگونه توصیف کرد: ۱-کاهش آلایندگی ۲- کاهش صدا ۳-کاهش دما.[2]

مبدل کاتالیستی وسیله ای است که در سیستم اگزوز تمام ماشین ها بکار گرفته شده است حتی در وانت و ماشین های باری، این قطعه به شکل لانه زنبوری است که از فلزات گران­بهاء پوشیده شده است. واکنش‌گر شیمیایی یا کاتالیست (catalytic converter) محفظه‌ای با حجم معین است که بر سر راه چند راهه خروجی دود قرار می‌گیرد تا همانند یک راکتور شیمیایی عمل کرده و محیطی برای واکنش دهنده‌ها فراهم آورد، انرژی اکسیداسیون گازها و احیای آن‌ها را کاهش دهد و سبب افزایش سرعت واکنش‌های شیمیایی شود.[3]

راه کنترل گازهای آلاینده محیط زیست در خودروها

مهم ترین گازهای آلاینده محیط زیست که عمدتاً از طریق خودروها به محیط ساطع می شوند عبارتند از: منوکسید کربن؛ اکسیدهای گوگرد؛ اکسیدهای نیتروژن. وظیفه اصلی این واکنش‌گر‌های شیمیایی تامین انرژی مورد نیاز برای واکنش مونواکسید کربن و هیدروکربن‌های نسوخته ناشی از احتراق ناقص با اکسیژن هوا و تبدیل آن‌ها به کربن دی اکسید به عنوان یک گاز غیر سمی و آب است. از طرف دیگر انرژی مورد نیاز برای تجزیه اکسید‌های نیتروژن به اکسیژن و نیتروژن را نیز فراهم می‌کند. با برداشتن این کاتالیست کانورتور ضمن احتراق ناقصی که در موتور به وجود می آورد، گازهای سمی نیز از اگزوز خودرو بدون هیچ فیلتری خارج شده که این امر آثار بسیار زیان باری برای محیط زیست دارد.

تاریخچه استفاده از کاتالیست کانورتور در جهان و ایران

تاریخچه قانونی شدن استفاده از کاتالیست به سال ١٩٧٠ میلادی باز می گردد. در این سال آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا ( EPA ) مقررات سختی را برای استفاده اجباری خودرو سازان از مبدلهای کاتالیزوری وضع کرد و امروز بیش از ٤٤ سال از آن تاریخ می گذرد.

در ایران استفاده از این قطعه برای خودروهای ساخت داخل از نیمه دوم سال 1381 از سوی سازمان حفاظت محیط زیست اجباری شده است و بر اساس طرح جامع کاهش آلودگی هوا، آزمون صحت کاتالیست در معاینات فنی خودروها به منظور صدور برگه و بر چسب معاینه فنی از ابتدای سال 1391 اجباری شد.[4]

پژوهش خبری صدا وسیما: مصاحبه با آقای مهندس زندی، معاون مرکز ملی هوا و تغییر اقلیم سازمان محیط زیست

استفاده از کاتالیست کانورتور برای خودروهای تولید داخل از سال 1381 شکل قانونی به خود گرفت و از سال 1383 خودروسازها ملزم به نصب این قطعه با رعایت استانداردهای یورو 2 شدند و این وضعیت تا سال 1393 ادامه داشت تااینکه استانداردهای یورو 2 جای خود را به یورو 4 داد که از آن پس خودرو سازان ملزم به رعایت همه موارد با استاندارد یورو 4 شدند.[5]

منوکسید کربن و گازهای مضر را به آب و کربن دی اکسید به عنوان یک گاز غیر سمی تبدیل می­کند و 90 % از آلودگی خودروها را کاهش می­ دهد. کاتالیست­ ها تا 80 هزار کیلومتر کارکرد مفید دارند. ولی عواملی از قبیل ضربه، حرارت بالا، سمی شدن به وسیله مواد خروجی از موتور، خرابی مکانیکی مبدل، ضربه های مکانیکی خارجی وارده بر مبدل های کاتالیستی، بویژه کاتالیست‌های کارکردهای که حالت تردی پیدا می­ کنند، باعث شکستن، گرفتگی و ... در کاتالیست­ ها می شوند. هر یک از عوامل یاد شده، باعث پایین آمدن کارایی کاتالیست در خودروها می­ شوند.

در کشور ما علاقه­ ای به تعویض کاتالیست به دلیل گرانی این قطعه نیست، بنابراین سازمان حفاظت محیط زیست در مصوبه‌ای(مصوبه شورای عالی محیط زیست) برای رعایت حقوق شهروندی؛ از وزارت کشور خواسته است در حدود مجاز معاینه فنی، در مورد این قطعه دقت لازم بعمل آید؛ و مراکز معاینه فنی موظف به اجرای حدود مجاز جدید هستند.

در صورت نیاز به تعویض کاتالیست کانورتور، در خودروهای عمومی (که به فاصله زمانی کمتری باید کاتالیست­ را تعویض کنند)این وظیفه دولت است که با دادن تسهیلات به آنها کمک کند تا بتوانند از پس هزینه این قطعه برآیند و خودروهایی که در تملک اشخاص است خود مالکین ملزم به تعویض این قطعه هستند.

این قطعه در برخی موارد و بنا به مشاوره غیر صحیح برخی تعمیرکاران خودرو به مشتریان از سوی آنها برداشته می‌شود، این در حالی است که این کار علاوه بر معایبی که در بلندمدت برای خودرو به وجود می‌آورد، برای محیط زیست نیز مضرات زیادی به همراه خواهد داشت که با توجه به وضعیت کنونی هوای تهران، این مساله اهمیت بیشتری می‌یابد. از طرف دیگر سودجویانی به دلیل وجود فلزات گرانبهاء در این قطعه به باز کردن این قطعه و جمع­ آوری آن برای بازیافت فلزات آن می‌کنند.

سخن آخر

هوا چهارمین عامل مرگ و میر در جهان است بر اساس همین آمارها، یک میلیارد و 400 میلیون نفر در جهان در معرض آلودگی هوا قرار دارند و سالانه 3 میلیون نفر در دنیا جان خود را به دلیل عوارض مستقیم یا غیرمستقیم آلودگی هوا از دست می‌دهندکه 90درصد آنان در کشورهای توسعه یافته هستند. در بحث آلودگی هوا عوامل گوناگونی وجود دارد؛ که با رعایت استاندارد در هر بخشی می­ توان اثرات مخرب این عوامل را به حداقل رساند. از دهه1960 آلاینده های خروجی از موتور ها توسط آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا کنترل شده است. تا پیش از 1960 آلاینده های تولیدی خودروهای سواری مورد کنترل قرار نمی گرفت. ایالت کالیفرنیا در سال 1966 در پاسخ به مشکلات کیفیت هوا، محدودیت هایی را برای آلاینده های CO و هیدرو کربن معرفی نمود. در سال 1968 تنظیمات آلاینده ها در سطح کشور امریکا به اجرا گذاشته شد. با گذشت زمان این محدودیت ها سختگیرانه تر شدند و امروزه خودروها اجازه تولید آلودگی بسیار کمتری نسبت به مقدار مجاز سال 1968 دارند. این مسئله از طرفی یک چالش اصلی پیش روی خودروسازان است و از طرف دیگر به عنوان یک فرصت برای مهندسان خودرو مطرح می باشد.

پژوهش خبری // مریم عابدی