Controle van de 4 gassen (CO, CO2, HC, NOx): werking en milieueffecten
Sinds de jaren 1990 is men zich echt bewust van de milieu-impact die auto's veroorzaken. Er werden concrete beslissingen genomen, met de grootschalige introductie van katalysatoren op auto's met benzinemotoren in 1993, een paar jaar later gevolgd door de introductie van roetfilters op auto's met dieselmotoren. Dit ging allemaal gepaard met strengere controles op de uitstoot van verontreinigende stoffen, waardoor autofabrikanten op grote schaal AdBlue-injectie gingen gebruiken om de uitstoot van verontreinigende stoffen effectiever te neutraliseren. Laten we vier van deze stoffen, hun werking en hun invloed op het milieu eens nader bekijken.
-
Koolmonoxide (Co)
De invloed van koolmonoxide op de gezondheid is algemeen bekend. Wanneer een verbrandingsmotor draait, moet een stoichiometrische verhouding van 14,7 gram lucht op 1 gram benzine worden gerespecteerd. Als er onvoldoende lucht in de motor komt, is het resultaat een gebrekkige verbranding, waarbij koolmonoxide ontstaat. Een angstaanjagend gas dat een directe invloed heeft op de luchtkwaliteit. Het wordt ook verweten dat het de levensduur van methaan verhoogt, wat bijdraagt aan de vervuiling en gezondheidsproblemen kan veroorzaken.
In hoge concentraties kan het hoofdpijn, misselijkheid en duizeligheid veroorzaken. Autofabrikanten hebben hun inspanningen verdubbeld om deze vervuilende stof te verminderen. Het wordt zowel door benzine- als dieselauto's uitgestoten. Gelukkig wordt het gecontroleerd door de katalysator. De katalysator voert chemische omzettingen uit die een groot deel van de koolmonoxide omzetten in kooldioxide en water. Deze omzettingen zijn echter nooit perfect en koolmonoxide-emissies zijn altijd in meer of mindere mate aanwezig. Bij moderne auto's die voldoen aan de Euro 6-norm is de uitstoot verlaagd, met een maximale drempelwaarde van 500 mg/km voor dieselauto's en 1000 mg/km voor benzineauto's. De toekomstige Euro 7-norm zou de uitstoot van koolmonoxide kunnen verlagen. De toekomstige Euro 7-norm zou deze drempelwaarden nog verder kunnen aanscherpen. Aangezien CO2 een broeikasgas is, kan koolmonoxide worden beschouwd als een indirect broeikasgas.
-
Kooldioxide (CO2)
Toen het concept van de ecologische boete in 2007 door de overheid werd geïntroduceerd, werd er rekening gehouden met slechts één vervuilende stof: kooldioxide-emissies van auto's. Hoe meer kooldioxide een auto uitstootte, hoe hoger de CO2-uitstoot. Hoe meer koolstofdioxide een auto uitstootte, hoe hoger de boete.CO2 is een gas waarvan de impact op het milieu welbekend is. Dit gas houdt warmte vast in de atmosfeer van de aarde, waardoor de aarde opwarmt. De afgelopen jaren zijn autofabrikanten zich scherp bewust geworden van het probleem. Ze hebben zich voortdurend moeten aanpassen en werken op alle fronten. Motoren met turbolading hebben het mogelijk gemaakt om de cilinderinhoud te verminderen en dus ook, tot op zekere hoogte, het brandstofverbruik en de uitstoot van vervuilende stoffen. De jaarlijkse aanscherping van de belastingschaal heeft een zeer grote invloed gehad op deCO2-uitstoot. Fabrikanten zijn echter niet altijd meer in staat om de trend bij te benen, met als gevolg dat de overgrote meerderheid van de auto's met verbrandingsmotoren te maken krijgt met de milieusanctie. Motoren hebben de neiging om iets meer van dit gas uit te stoten dan hun dieseltegenhangers. Om het probleem van de vervuilende uitstoot te verlichten, breiden fabrikanten hun aanbod elektrische en hybride voertuigen uit. Deze voertuigen stoten minder vervuilende stoffen uit, wat het mogelijk maakt om de uitstoot veroorzaakt door het rijden te verminderen of zelfs te elimineren (elektrische auto's). Katalysatoren hebben ook de neiging om een aantal vervuilende stoffen om te zetten inCO2, waardoor de vermindering van vervuilende stoffen een zeer complexe kwestie wordt. Motoren worden technisch steeds geavanceerder om steeds efficiënter te worden. In de komende jaren zal de uitdaging zijn om deze uitstoot aanzienlijk te blijven verminderen. Dit zal hoogstwaarschijnlijk gepaard gaan met een grote toename van het hybride en elektrische aanbod. Tegelijkertijd is het mogelijk dat pure verbrandingsversies plaats zullen maken voor microhybride versies.
-
Onverbrande koolwaterstoffen (HC)
In een perfecte wereld zou de brandstof die in de motor wordt geïnjecteerd volledig verbranden... De realiteit is heel anders. In een auto met verbrandingsmotor is de verbranding nooit perfect. De temperatuur kan iets te laag zijn, de injectoren kunnen moe worden en de motor kan soms uit de toon vallen, zelfs op de kleinste manier. Deze onverbrande koolwaterstoffen hebben de ongelukkige neiging om te reageren met stikstofoxiden (we zullen het hier later over hebben), wat een grote impact heeft op het milieu. Deze deeltjes zijn zeer vluchtig en hebben een directe invloed op de luchtkwaliteit. Deze onverbrande koolwaterstoffen, die worden gegenereerd door zowel benzine- als dieselmotoren, worden gecontroleerd door de katalysator. Door middel van chemische reacties kan de katalysator HC omzetten in kooldioxide en water. Voertuigen hebben ook terugwinsystemen om de deeltjes op te vangen en terug te voeren naar de motor. Een vrij effectieve manier om de uitstoot te beheersen.
-
Stikstofdioxide (Nox)
Tot slot moesten we het probleem van stikstofdioxide aanpakken. Wanneer brandstof wordt verbrand, vermengt de lucht zich met de brandstof en veroorzaakt een chemische reactie die wordt omgezet in energie. De resulterende verontreinigende stoffen zijn onder andere stikstofdioxide, dat bestaat uit twee moleculen: stikstofmonoxide (No) en stikstofdioxide (NO2). Hoe hoger de inwendige temperatuur van de motor, hoe groter de hoeveelheid NOx die aanwezig is. Dit gas is bijzonder schadelijk, zowel voor het milieu als voor levende wezens. Het kan ademhalingsproblemen veroorzaken en astma-aanvallen uitlokken. Tegelijkertijd kan stikstofdioxide reageren met andere elementen in de atmosfeer om zure regen te produceren, wat schadelijk is voor het milieu.
Om de impact van deze vervuilende stof, die vooral voorkomt in voertuigen die op diesel rijden, te verminderen, is besloten om roetfilters op grote schaal beschikbaar te maken. Tegelijkertijd is het brandstofinjectiesysteem geoptimaliseerd om de uitstoot effectief te verminderen. Een andere factor om rekening mee te houden is het onderhoud van het voertuig. Een verwaarloosd voertuig heeft de neiging om aanzienlijk meer stikstofdioxide uit te stoten.
-
Conclusie
Je bent nu bekend met de vier belangrijkste vervuilende stoffen die auto's uitstoten. Zoals je je zult hebben gerealiseerd, combineren sommige van deze stoffen tijdens de verbranding, terwijl roetfilters en katalysatoren een groot deel ervan neutraliseren en/of chemische transformaties uitvoeren om ze om te zetten in kooldioxide en water. Onze auto's met verbrandingsmotoren zijn nog nooit zo efficiënt geweest. Toch is hun impact nog steeds heel reëel. De komende Euro 7-norm zal de drempelwaarden nog verder aanscherpen, wat ongetwijfeld vragen zal oproepen over de stappen die moeten worden genomen om deze benadering nog verder door te voeren.
Afbeeldingsbron:
Karolina Osinska / Auteur: donut3771 / Licentie-ID: TQ8HNWA5BY - elements.envato.com