[发明专利]控制废气排放的电触媒蜂巢

说明书

技术领域

本发明有关一种电触媒蜂巢，尤指一种控制废气排放并有效分解氮氧化物及氧化一氧化碳、碳氢化合物以及粒状物的电触媒蜂巢。

背景技术

清新与洁净的空气是人类生活的基本要件之一，呼吸干净无污染的空气能确保人类稳定健康地生存。科技的卓越提升，虽带动经济的迅速发展，然而，来自于交通工具及各式林立工厂的废气排放，却也导致空气遭受污染，而对人类生活的空气品质影响甚巨。其中，重工厂和机动车辆为众多污染物质的主要来源。

以机动车辆为例，虽然机动车辆排放标准不断提高，但由于车辆数量不断增加，车辆排放废气所带来的空气污染问题，仍然与日俱增。一般来说，机动车辆引擎的运转为将不同形式燃料经由汽缸内燃而释放出热能，并产生传输动力；惟在燃烧过程中，产生的废气通常包含氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(hydrocarbons，HCs)、粒状物(particulate matter，PM)等有害污染物，这些物质不仅会形成光化学烟雾（photochemical smog），更会破坏臭氧、加剧温室效应的恶化及引致酸雨等，进而破坏生态环境，危害人体健康。

其中，一氧化碳来自引擎的不完全燃烧，其与血红素结合成一氧化碳血红素（COHb）的能力为血红素与氧结合成氧合血红素(HbO₂)的300倍，故空气中一氧化碳浓度过高时，将影响血红素输送氧气的功能；氮氧化物则来自氮气与氧气的化合，主要以一氧化氮(NO)或二氧化氮(NO₂)的形式排出，而与碳氢化合物经紫外线照射后发生反应形成有毒的光化学烟雾，具有特殊气味、刺激眼睛、伤害植物，并使大气能见度降低，且氮氧化物与空气中的水反应形成硝酸及亚硝酸，其为酸雨的成分；碳氢化合物在低浓度时即会刺激呼吸系统，若浓度提高，则会对中枢神经系统的运作机能产生影响；而粒状物亦会危害人体的健康，甚至于引起癌症的发生。

因此，不管我国或是欧盟、日本、美国等先进国家，均已订定益趋严格的废气排放标准(如美规BIN5以及欧规EURO 6)，针对氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物和粒状物等废气的排放订定标准，藉以控制并减少有害气体的排放，同时鼓励业者制造、研发、引进使用最新污染防制技术的产品。

如美国发明专利公告第5401372号的“Electrochemical catalytic reduction cell for the reduction of NO_x in an O₂-containing exhaust emission”揭露一种单独去除氮氧化物的装置，为利用电化学触媒还原反应，配合五氧化二钒(vanadium pentaoxide，V₂O₅)触媒催化辅助氮氧化物转化为氮气。然而，上述的该装置须额外加上电源供应，致使该装置中的一电化学电池运作，如此不仅耗费能源且无法达成同时去除废气中多种有害气体的目标。

故于美国发明专利申请第13362247号的“Electrocatalytic Tube of Electrochemical-Catalytic Converter for Exhaust Emissions Control”，其揭露一种控制废气排放的电触媒管，该电触媒管可堆叠成一蜂巢状结构，形成一先进的蜂巢式电化学触媒转换器，而可用以净化废气中的氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物和粒状物，其中该氮氧化物被分解成氮气与氧气，该一氧化碳、该碳氢化合物及该粒状物被氧化成二氧化碳和水。因此，该电触媒管在不需耗费额外能源及还原性气体之下，即可净化多种污染物。

然而，上述该蜂巢式电化学触媒转换器，其一半的通道必需密封以形成该电触媒管，如此，与现有车辆的蜂巢式触媒转换器相比，不仅减少反应区域，亦增加制造成本，因此，其仍有改善的空间。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决现有蜂巢式电化学触媒转换器，具有较小的反应区域及较高的制造成本的问题。