[发明专利]通过使汽车的二氧化碳转化为燃料以降低机动车源排放

说明书

技术领域

本发明涉及通过将二氧化碳转化为烃类燃料以降低机动车排放的方法。更具体而言，本发明的实施方案利用车载换热器和催化转化器将机动车尾气转化为用于机动车内燃机的烃类燃料。

背景技术

几十年来，汽车工业已经认识到了机动车排放物对公共健康和环境的危害。同时众所周知的是，减少机动车排放物的常规方法是低效的。通常，可通过提高发动机效率和/或在燃烧后净化排放物从而减少机动车排放物。例如，可使用二次空气喷射、尾气循环和/或催化转化来净化汽车尾气。

通常，催化转化器包括用于将有毒排放物转化为无毒物质的金属催化剂(例如，铂、钯、铑)。经转化的有毒排放物可包括一氧化碳、氮氧化物和未燃烃。例如，一氧化碳可被氧化并转化为二氧化碳，其中催化剂促进了这种氧化。

催化转化器的应用无法解决与减少机动车排放物相关的所有问题。例如，催化转化器不能减少烃类燃料的燃烧量。此外，催化转化所产生的二氧化碳是造成全球变暖的温室气体。

因此，人们希望获得减少机动车排放物的改进方法。优选地，期望存在能将排放物转化为可用燃料的方法。此外，期望获得也能减少二氧化碳排放量的方法。

发明内容

在一个实施方案中，降低机动车源排放物的装置包括：换热器，其从内燃机的尾气中提取热能，其中内燃机为机动车提供动力；膜分离器，其从尾气中分离出水和二氧化碳；以及具有纳米催化剂的催化反应器，该催化反应器容纳有水和二氧化碳的反应以产生烃类燃料，该反应由纳米催化剂催化。在一个实施方案中，催化反应器接收来自所述膜分离器的水和二氧化碳，并利用来自换热器的热能以促进水和二氧化碳的反应。

在一个实施方案中，所述纳米催化剂为多金属纳米催化剂，其包含钌、锰和镍中的至少一种。在另一个实施方案中，所述纳米催化剂含有2％至3％的钌、20％至30％的镍和15％至20％的锰。在又一个实施方案中，所述纳米催化剂含有2％的钌、20％的镍和15％的锰。

在一个实施方案中，所述膜分离器包括：选择性膜层，其为二氧化硅类膜层、碳类膜层或沸石膜层；以及载体层，其为陶瓷载体、金属载体或氧化铝载体。

在一个实施方案中，催化反应器被所述换热器围绕，使得热能流向催化反应器中保持有纳米催化剂的部分。在一个实施方案中，催化反应器包括用于保持所述纳米催化剂的复合管(multiple tube)，所述复合管提供了更大的表面积以接收来自换热器的热能。

在一个实施方案中，所述烃类燃料包含乙醇和丙炔。

附图说明

参照下面的说明书、权利要求书和附图，本发明的这些以及其他特征、方面和优点将会变得更容易理解。但是需要注意的是，附图仅示出了本发明的若干实施方案，因此不能认为附图是对本发明范围的限制，本发明的范围还承认其他等效的实施方案。

图1示出了根据本发明的一个或多个实施方案的装置。

图2示出了根据本发明的一个或多个实施方案的流程图。

图3示出了根据本发明的一个或多个实施方案的装置的例子。

图4示出了根据本发明的一个或多个实施方案的换热器和催化反应器。

图5示出了根据本发明的一个或多个实施方案的换热器。

发明详述

虽然将会结合若干实施方案对本发明进行说明，但是应当理解的是，并不旨在将本发明限于那些实施方案。相反，本发明旨在包括涵盖可以包括在由附加的权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有可供选择的方案、变型和等价形式。

在一个实施方案中，减少机动车排放物的装置包括：换热器，其用于从内燃机的尾气中提取热能，该内燃机为推动机提供动力；膜分离器，其用于从尾气中分离出水和二氧化碳；以及含有纳米催化剂的催化反应器，该催化反应器中容纳有水和二氧化碳的反应以产生烃类燃料。此外，由换热器提取的热能促进了水和二氧化碳的反应。

如图1所示，装置100包括集成的换热器102A和催化反应器102B、催化转化器104、蛇管式换热器106、膜分离器108和排气装置110整体。在一个实施方案中，如下面参照图3所述，将装置100安装在机动车的排放系统中(例如，安装在机动车的底盘上)。