[發明專利]控制廢氣排放的電觸媒管

無效

• 申請號: 201210394360.5
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103100303A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 黃大仁
• 申請（專利權）人: 黃大仁
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明有關一種電觸媒管，尤指一種控制廢氣排放并有效還原氮氧化物、一氧化碳、碳氫化合物以及粒狀物的電觸媒管。

背景技術

清新與潔凈的空氣是人類生活的基本要件之一，呼吸干凈無污染的空氣能確保人類穩定健康地生存?？萍嫉淖吭教嵘?，雖帶動經濟的迅速發展，然而，來自于交通工具及各式林立工廠的廢氣排放，卻也導致空氣遭受污染，而對人類生活的空氣品質影響甚巨。其中，重工廠和機動車輛為眾多污染物質的主要來源。

以機動車輛為例，雖然機動車輛排放標準不斷提高，但由于車輛數量不斷增加，車輛排放廢氣所帶來的空氣污染問題，仍然與日俱增。一般來說，機動車輛引擎的運轉為將不同形式燃料經由汽缸內燃而釋放出熱能，并產生傳輸動力；惟在燃燒過程中，產生的廢氣通常包含氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(hydrocarbons，HCs)、粒狀物(particulate?matter，PM)等有害污染物，這些物質不僅會形成光化學煙霧（photochemical?smog），更會破壞臭氧、加劇溫室效應的惡化及引致酸雨等，進而破壞生態環境，危害人體健康。

其中，一氧化碳來自引擎的不完全燃燒，其與血紅素結合成一氧化碳血紅素（COHb）的能力為血紅素與氧結合成氧合血紅素(HbO₂)的300倍，故空氣中一氧化碳濃度過高時，將影響血紅素輸送氧氣的功能；氮氧化物則來自氮氣與氧氣的化合，主要以一氧化氮(NO)或二氧化氮(NO₂)的形式排出，而與碳氫化合物經紫外線照射后發生反應形成有毒的光化學煙霧，具有特殊氣味、刺激眼睛、傷害植物，并使大氣能見度降低，且氮氧化物與空氣中的水反應形成硝酸及亞硝酸，其為酸雨的成分；碳氫化合物在低濃度時即會刺激呼吸系統，若濃度提高，則會對中樞神經系統的運作機能產生影響；而粒狀物亦會危害人體的健康，甚至于引起癌癥的發生。

因此，不管我國或是歐盟、日本、美國等先進國家，均已訂定益趨嚴格的廢氣排放標準(如美規BIN5以及歐規EURO?6)，針對氮氧化物、一氧化碳、碳氫化合物和粒狀物等廢氣的排放訂定標準，藉以控制并減少有害氣體的排放，同時鼓勵業者制造、研發、引進使用最新污染防制技術的產品。

如美國發明專利公告第5401372號的“Electrochemical?catalytic?reduction?cell?for?the?reduction?of?NO_x?in?an?O₂-containing?exhaust?emission”揭露一種單獨去除氮氧化物的裝置，為利用電化學觸媒還原反應，配合五氧化二釩(vanadium?pentaoxide，V₂O₅)觸媒催化輔助氮氧化物轉化為氮氣。然而，上述的該裝置須額外加上電源供應，致使該裝置中的一電化學電池運作，如此不僅耗費能源且無法達成同時去除廢氣中多種有害氣體的目標。

故于美國發明專利申請第13037693的“ELECTROCHEMICAL-CATALYTIC?CONVERTER?FOR?EXHAUSTEMISSION?CONTROL”揭露一種去除廢氣中氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HCs)以及粒狀物(PM)的電化學觸媒轉化器，該電化學觸媒轉化器包含一電池模塊，其中的氮氧化物經電化學促進分解形成氮氣與氧氣，一氧化碳、碳氫化合物和粒狀物則經氧化觸媒催化形成二氧化碳和水，而達到同時去除多種有害氣體的效果。

不過由于上述的電化學觸媒轉化器需要一負責產生電動勢的還原氣循環系統來進行還原氣的封閉式循環，增加制造上的生產成本，且該轉化器不易堆疊出夠小體積的裝置以利于汽車使用；因此，其仍有改善的必要。

發明內容

本發明的主要目的，在于解決現有凈化氣體的電化學觸媒轉化器，具有制造成本高及體積不夠小的問題。

為達上述目的，本發明提供一種控制廢氣排放的電觸媒管，用以凈化一富氧燃燒廢氣，該電觸媒管包含有一管體、一陽極層以及一陰極層，該管體由一固態氧化物層組成，該固態氧化物層為一致密微結構，并包括一具有一還原性環境于內的密封腔體、一位于該密封腔體內的內壁面及一位于該密封腔體外的外壁面；該陽極層與該陰極層分別設置在該固態氧化物層的該內壁面以及該外壁面。

其中，該陽極層由一第一多孔性材質組成，該陰極層由一第二多孔性材質組成，以凈化具有一氧化性環境的該富氧燃燒廢氣。