[发明专利]燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器

说明书

技术领域

本发明涉及环保及汽车制造技术领域，尤其涉及燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器。

背景技术

随着世界工业化进程，由矿物燃料应用而排放巨量二氧化碳与PM2.5微尘，所产生的大气温室效应已危及地球气候失调，气温变暖，海平面上升；以及对空气的重度污染而出现雾霾天气，严重威胁人类的生存环境。防治空气污染，减少二氧化碳排放，是当今世界普遍关注的重大环保课题。

资料表明，由汽车尾气排放的二氧化碳已占总排放量的35%，是碳排放的主要来源，也是大气PM2.5的主因。截止2008年，世界汽车保有量已突破9亿辆，並以3000万辆/年的速度增长。至2011年底，中国已有各类机动车1.03亿辆。预计到2020年，全球汽车保有量将达到12亿辆（其中中国为1.3～1.5亿辆）。届时，汽车所消耗的石油将达到每年55亿吨，交通用油将占全球石油总消耗的62%。可以预见，汽车尾气的二氧化碳排放仍将大幅增长，情势十分严峻。

汽车尾气的净化，早在20世纪70年代中期，美国发明了三元催化转化器，将汽车废气所含对人体有害的三种物质：一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物，转化为无害的二氧化碳、水和氮。欧共体规定自1993年1月起，各国出售的新车必须配置三元催化转化器，并制定了国际通用的欧Ⅰ-欧Ⅳ排放标准。

然而，汽车尾气中被视为对人体无害却对大气存在严重危害的二氧化碳，由于技术上的原因，至今仍是世界性难题。随着世界气象会议对碳排放目标的确立，限制汽车二氧化碳排放出现了新动向，欧盟制定新标准：强制规定自2015年起，汽车尾气二氧化碳排放量必须降至130克/公里以下，不达标的新车一律不准出厂，2020年强制降至95克/公里。未雨绸缪，中国汽车制造业必须早有行动。

节能与新能源汽车的研发正方兴未艾。混合动力汽车、纯电动汽车在节能、二氧化碳减排、降低PM2.5方面已取得良好的技术效果。然而，纯电动汽车因电池、电机、电控等核心技术在世界范围内的发展仍相对缓慢，充电设备等技术配套设施仍相对落后，其全面商业化仍需相当时日。预见一、二十年内燃油汽车仍将维持主力地位。在现有条件下，研发并实现燃油汽车尾气二氧化碳减排，PM2.5净化，仍具有重大现实意义。

发明内容

本发明旨在研发一种燃油汽车尾气二氧化碳转化及PM2.5净化的新技术。仿生净化器借鉴自然界绿色植物光合作用原理，应用仿生科技和催化反应工程，使尾气中二氧化碳转化为糖类有机物（碳水化合物），并净化PM2.5微尘，继现有三元催化转化器之后，作二级净化，使汽车尾气净化技术更臻完美。

光合作用原理及反应机理概述：

众所周知，绿色植物在阳光照射下吸收能量，因光电效应而产生电子、电流，其叶子不断地吸收空气中的二氧化碳，根从土壤中吸取水，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧的过程称为光合作用。其反应机理可以简单地用如下公式表示：

                                  能源（阳光）

二氧化碳 + 水                                                           葡萄糖  +  氧气

                                  叶绿体（催化剂）

           （原料）                （转化器）                     （产品）   （副产品）

    人类对自然界的光合作用原理尚未完全研究清楚，其中不少秘密仍有待探索。然而如下几方面要素已被确认：

    1、光合作用的发生必须由外界提供能量，阳光辐射为绿色植物提供了必要的热量和能量；

    2、光合作用中，存在于绿色植物叶子中的叶绿体吸收阳光，发生光电效应而产生电子，电子在传递过程中形成电流；

    3、植物利用自身的叶子吸收空气中的二氧化碳，根从土壤中吸取水，经茎、叶中纤维的毛细作用将水提升至叶面，为光合作用准备好了原料；

    4、光合作用的过程大体分为“光反应”和“暗反应”两个步骤。“光反应”是叶绿体里的叶绿素接受阳光能量所产生的电子、电流，使叶内的水电离而分解成氢和氧；“暗反应”是氢和二氧化碳合成为糖类有机物并贮存多余的能量，同时释出氧。

    5、叶绿素为植物光合作用的强催化剂。

本发明的技术思路：