天天微資訊！這輛等離子體房車，處理尾氣不用愁

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一種可再生能源驅(qū)動等離子體房車尾氣處理與綜合用能系統(tǒng) 南京工業(yè)大學(xué)供圖

近日，南京工業(yè)大學(xué)電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院學(xué)子設(shè)計出“一種可再生能源驅(qū)動等離子體房車尾氣處理與綜合用能系統(tǒng)”，該系統(tǒng)每年可以為我國減少空氣污染物約3000噸，南工大學(xué)生團(tuán)隊也憑借這項(xiàng)設(shè)計成功斬獲第二屆全國大學(xué)生等離子體科技創(chuàng)新競賽特等獎。

隨著物質(zhì)水平的提高和旅游行業(yè)的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)“在生活中旅行，在旅行中生活”的房車產(chǎn)品受到大眾的歡迎。房車主要分為純?nèi)加万?qū)動和燃油可再生能源聯(lián)合驅(qū)動兩種模式，但燃油驅(qū)動必然會帶來尾氣問題。現(xiàn)有尾氣治理的應(yīng)對方法分為機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)和機(jī)外凈化技術(shù)，主要包括改進(jìn)發(fā)動機(jī)、開發(fā)新燃料和安裝尾氣凈化裝置，其中安裝三元催化尾氣凈化裝置是最常見的尾氣處理方法。但在實(shí)際使用過程中，三元催化劑需要定期更換，存在成本高、普適性低、無法長期穩(wěn)定運(yùn)行等缺點(diǎn)。

隨著低溫等離子體技術(shù)的發(fā)展，尾氣處理又出現(xiàn)了一條新的路徑。團(tuán)隊指導(dǎo)教師梅丹華表示，低溫等離子體中包含大量的活性粒子，可以與尾氣污染物相互作用，誘導(dǎo)其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)降解尾氣效果。它主要通過氣體放電形式產(chǎn)生，有望將來代替?zhèn)鹘y(tǒng)三元催化裝置處理汽車尾氣，避免因催化劑失活需定期更換導(dǎo)致的成本增加，并且低溫等離子體具有快速啟停特性，電能可以充分利用太陽能、風(fēng)能等新型綠色能源，進(jìn)而節(jié)約化石能源，減少碳排放。

為了參加這次比賽，項(xiàng)目團(tuán)隊成員從去年就開始構(gòu)思相關(guān)技術(shù)結(jié)構(gòu)和流程，他們用低溫等離子體技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)三元催化裝置，減少成本投入；使用太陽能驅(qū)動氣體放電，減少化石能源消耗；設(shè)計逆控一體機(jī)，完成交直流轉(zhuǎn)變和系統(tǒng)電能調(diào)控；設(shè)計智能控制模塊，線上控制房車用能，提高能量利用率等。

據(jù)團(tuán)隊隊長孫閔杰介紹，在電極結(jié)構(gòu)的選型方面，在平板結(jié)構(gòu)、同軸結(jié)構(gòu)、電暈結(jié)構(gòu)、雙介質(zhì)結(jié)構(gòu)等幾種常見的等離子體電極結(jié)構(gòu)中，他們選取了雙介質(zhì)電極結(jié)構(gòu)，它耐腐蝕，放電更加穩(wěn)定，是一種理想的尾氣處理的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)；在匹配激勵電源類型中，他們對比使用高頻交流電源和脈沖電源后發(fā)現(xiàn)，納秒脈沖電源具有快速變化的上升沿和較短的脈沖持續(xù)時間，有利于形成均勻穩(wěn)定的高活性等離子體，更適合尾氣處理過程。

據(jù)悉，使用可再生能源的等離子體房車尾氣處理和綜合用能系統(tǒng)每天可產(chǎn)4.5度電，能滿足房車每天2.75度電的需求。項(xiàng)目團(tuán)隊基于目前全國房車數(shù)量估算得知，若采用該系統(tǒng)，每年可以為我國減少通過燃油發(fā)電產(chǎn)生相同電量而造成的空氣污染物約3000噸。

此外，該系統(tǒng)還可以應(yīng)用于高尾氣排放的黃標(biāo)車輛、大型運(yùn)輸船舶以及化工廠等場景中。在有效緩解房車尾氣污染的同時，減少了化石燃料的使用，降低了用戶經(jīng)濟(jì)成本，真正實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保節(jié)能運(yùn)行。從前期準(zhǔn)備到競賽結(jié)束，項(xiàng)目團(tuán)隊共申請了五項(xiàng)相關(guān)發(fā)明專利。

標(biāo)簽： 等離子體 可再生能源 三元催化