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即使說電瓶車最簡單被偷的局部是電瓶，那么對于零件更攙雜的公共汽車來說，哪一局部更簡單被偷呢？

撰文｜王怡博

審閱校對｜二七

在一個月黑風高的晚上，正在“熟睡”的公共汽車被非金屬東西的聲響“吵醒”——有人在“切割”它們底盤的元件。然而當下公共汽車的主人還認識不到爆發(fā)了什么，惟有到早晨打開發(fā)效果之后，才會聽到公共汽車“哀嚎”的排氣聲。并且對于大略的主人，公共汽車還得讓本人的屁股冒出黑煙以發(fā)出求救旗號：“我底盤上的三元催化器被偷了！”。

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三元催化器是公共汽車機后膻氣處置體例中的重要局部。對那些元件背地里動動作的可不惟有扒手，再有這幾年被曝出“排放門”的公共汽車創(chuàng)造商。

2015年9月，美利堅合眾國情況養(yǎng)護局控告群眾公共汽車所售局部柴油車安置了特意應付膻氣排放檢驗和測定的軟硬件，不妨辨別公共汽車能否居于被檢驗和測定狀況，并在車檢時安排膻氣處置安裝以到達高環(huán)境保護規(guī)范。隨后，飛馳、福特殊巨型公共汽車創(chuàng)造商都被曝出了排放摻假題目。而在華夏，據(jù)通訊有少許公共汽車補綴廠會維護在車檢新裝上三元催化器，年度檢審后再拆下來。

然而題目是，不管是扒手仍舊公共汽車創(chuàng)造商，干什么要如許費周折地安置、摧毀、遏制公共汽車的三元催化器呢？在回答這個題目之前，咱們得先回到20世紀，催化器行將展示的功夫。

催化器的出生

自20世紀初，洛杉磯就因其霧霾氣象而馳名。在霧霾彌漫的日子里，兒童強制留在教里而不許外出，病院的急診室里也擠滿了頭痛和透氣急促的病家。所有洛杉磯都墮入了低潮，這唆使各行各業(yè)連接探求處置氣氛傳染題目的本領。

在這場對立霧霾的搏斗中，美利堅合眾國加州理工科學院的化學熏陶Dr. Arie Haagen-Smit起到了要害的效率。他從1948年發(fā)端接洽氣氛傳染，不只創(chuàng)造了霧霾的化學因素，還接洽領會了在如實情況中，霧霾是怎樣爆發(fā)的。他覺得霧霾的產(chǎn)生進程很攙雜，波及氮氧化學物理、碳氫復合物與陽光的效率。

1948年被霧霾彌漫的美利堅合眾國洛杉磯。

（圖片根源：UCLA Library Special Collections）

1968年，他介入了美利堅合眾國加州氣氛資源委員會員會，并創(chuàng)造氣氛傳染源不妨被分為2類——恒定傳染源和震動傳染源，前者囊括巨型工場，后者則主假如公共汽車。其時，加利福尼亞州確定先處置后者，也即是公共汽車的膻氣排放。

更要害的是，1970年，美利堅合眾國國會經(jīng)過了《純潔氣氛法案》，并且時任美利堅合眾國領袖的理查德·尼克松（Richard Nixon）在極大的壓力下創(chuàng)造了美利堅合眾國情況養(yǎng)護局。

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對于公共汽車膻氣來說，各別的機型、發(fā)效果、燃料等成分會使其因素有所各別。然而普遍而言，公共汽車膻氣重要囊括3種傳染物：未焚燒或焚燒不實足的碳氫復合物（HCs）、一氧化碳（CO）和氮氧化學物理（NO，主假如NO）。《純潔氣氛法案》訴求在1976年前將公共汽車排放的HC、CO和NO貶低到1970年程度的10%。在其余處置本領都沒轍滿意如許嚴苛的法案訴求下，公共汽車中的催化器發(fā)端走上汗青戲臺。并且在稠密力氣的激動下，1981年出生了三元催化器，并變成了采用于今的公共汽車膻氣處置安裝的中心。

三元催化器

當一種催化器能同聲處置HC、CO和NO這3種公共汽車膻氣時，就被叫作三元催化器。

題目在乎，HC和CO是恢復性物資，而NO具備氧化性，所以要想把有毒的公共汽車膻氣變化為其余無毒的物資，須要辨別舉行氧化反饋和恢復反饋。個中，HC要被氧化為二氧化碳和水，CO要被氧化為二氧化碳，而NO要被恢復為氮氣。

這個中波及很多攙雜的進程，所以須要找到更高效的催化劑，將更多的有毒膻氣變化為無毒產(chǎn)品（即催化采用性）。并且，公共汽車冷啟用（發(fā)效果剛啟用時溫度較低）時會爆發(fā)洪量的碳氫復合物，為了制止那些物資徑直排放到氣氛中，三元催化劑還須要盡量表現(xiàn)效率。

科學家創(chuàng)造，在HC和CO氧化反饋中，比擬于更廉價的賤非金屬（如銅、鐵、鉻），鉑族非金屬（鉑、鈀，屬于一類貴非金屬）具備更高的本征活性（催化HC和CO氧化的本領）。然而，在含鉛燃料被廢除之前，因為貴非金屬鈀更簡單與燃油中的鉛爆發(fā)反饋，所以早期研制的三元催化劑的活性重心是貴非金屬鉑。直到多個國度連接發(fā)端遏止出賣含鉛燃油，比鉑更廉價的鈀才漸漸發(fā)端在三元催化劑中“興起”。

在三元催化器中，同聲爆發(fā)著氧化反饋和恢復反饋。

（圖片根源：Platinum Metals Rev., 1972, 16, 74486）

比擬之下，科學家用了更多的功夫探求恢復NO的催化劑。開始，科學家將蓄意寄予在鉑族非金屬釕上，由于她們發(fā)此刻催化NO為氮氣上面，釕是非金屬中的佼佼者，但釕的氧化學物理極易蒸發(fā)，所以怎樣寧靜釕催化劑變成了個中最大的困難。然而，最后她們仍舊采用了鉑族非金屬銠，由于銠的氧化學物理對立寧靜、不易蒸發(fā)，并且比擬于鉑和鈀，銠催化NO恢復的本能更高。

此刻，在汽油車中，三元催化劑基礎上都是以鈀為重要因素，再有小批的銠用來NO的變化。因為膻氣因素各別，柴油車的三元催化劑中則主假如鉑和小批的銠。

有功夫公共汽車膻氣的溫度能高達1100℃，并且行家駛進程中，車身也常常振動，所以科學家還找到了一種蜂窩狀的多孔陶瓷動作催化劑的載體，以普及活性組分的熱寧靜性和板滯強度。為了讓鉑族非金屬平均地散布在載體上，科學家也連接革新本領以獲得具備更多“巢室”的蜂窩狀陶瓷，來減少載體的比外表積。但陶瓷的內外表積仍舊太小，所以還要在巢室內涂覆外表積較大的資料，比方氧化鐵涂層。

三元催化器重要囊括催化劑、載體和涂層。

（圖片根源：DOI：10.1016/S0920-5861(02)00384-X）

到這邊，鉑族非金屬（活性組分）、載體和涂層這3局部就形成了基礎的三元催化劑。即使將催化劑用非金屬外殼養(yǎng)護起來，再在內里加少許襯墊、夾層等小零件，就獲得了三元催化器。

偷催化器=偷貴非金屬

咱們不妨看到，對于三元催化器而言，最要害的因素是鉑族非金屬，但它們在地殼中的含量特殊低，所以產(chǎn)量也很低。據(jù)統(tǒng)計，2019年，銠的寰球產(chǎn)量惟有不到24噸，動作比較，同屬于貴非金屬的金的寰球產(chǎn)量則到達了3300噸。

低產(chǎn)量天然帶來了高價錢，在2021年12月27日，每克銠、鈀、鉑和金的價錢辨別約為4150、553、175和364元群眾幣——1克銠比11克金還要貴。難怪扒手會在深夜前來撬走公共汽車底盤的三元催化器，何處含有比金還要貴的物資，各別車型的三元催化器價格幾千元不等，有的以至要上萬元。

貴非金屬。（圖片根源：Alesia Kozik/pexels）

其余，自2020年7月發(fā)端實行國六規(guī)范（國度第六階段靈活車傳染物排放規(guī)范）后，汽油車和柴油車都要再增添催化器，所以須要更多的貴非金屬催化劑。即使沒有獲得準時供給，鈀和銠的價錢大概會連接減少。

2018年，鈀的價錢第二次（汗青上第一次仍舊在2000年安排）反超了鉑，爾后便遠遠地勝過了鉑的價錢。暫時，能否要再次用鉑來替代汽油車中的鈀還仍舊存有爭議，更多的催化器創(chuàng)造商也還居于遲疑階段，由于汽油車中的鈀基催化劑本領仍舊特殊老練，從新研制鉑基催化劑則須要更多資本加入。

摩托 vs 電效果

不只是催化劑的本錢題目在攪擾著催化器的創(chuàng)造商，電動公共汽車行業(yè)的從新興起也讓那些“大廠”感遭到了緊急，由于電動公共汽車將不復須要三元催化器。

邇來，德國巴斯夫公司公布證明稱，她們要將與三元催化劑相關的交易辨別出來，動作獨力的實業(yè)生存。有領會師覺得這步辦法最后是要將這個隸屬的實業(yè)賣出、讓渡出去，也即是在安置著割掉這塊不復“肥”的肉。

法拉第電解試驗。（圖片根源：SHEILA TERRY / SCIENCE PHOTO LIBRARY）

一家以三元催化器為重要財經(jīng)根源的英國公司Johnson Matthey，則采用了實足各別的應付戰(zhàn)略。她們表白會連接創(chuàng)造三元催化器，但也將拓展與綠色氫氣、質子調換膜燃料干電池關系的交易。

要把摩托實足替代掉并不是一件簡單的事。此刻，一局部科學家在全力矯正百般本領以普及催化器處置公共汽車膻氣的本領，也有一局部科學家全力于興盛鋰離子干電池啟動，或燃料干電池啟動的電動公共汽車。對于那些電動公共汽車來說，起碼它們不必再擔憂催化器被偷走的題目了。

封皮圖片根源：pixabay

參考鏈接：

https://knowablemagazine.org/article/society/2021/why-do-thieves-keep-stealing-catalytic-converters-its-elemental?

utm_source=email&utm_medium=knowable-newsletter&utm_campaign=K_newsletter_2021-12-12

https://advancedfleetmanagementconsulting.com/eng/2020/10/11/three-way-auto-catalyst/

“Platinum 2004” fromhttps://www.technology.matthey.com/

https://www.kcet.org/socal-focus/breathe-deep-and-then-thank-the-epa-that-you-can

https://www.kcet.org/history-society/how-los-angeles-began-to-put-its-smoggy-days-behind

https://doi.org/10.1016/S0021-9517(02)00067-2

https://doi.org/10.1016/S0920-5861(02)00384-X

http://www.tanxshu.net/xiangqing/19463.html

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連載實質僅代辦作家看法

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根源：全球科學

編纂：樂子神人

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