隨著“藍天保衛戰”打響，全國各地對環境汙染的治理力度進一步加大，對重型柴油車尾氣排放升級的腳步也在加快。
在排放升級的背後有一個常常被大家忽略的現實——目前國內汽車尾氣催化劑市場基本為國外企業所壟斷。（德國巴斯夫、英國莊信萬豐、比利時優美科）打個比方，沒有催化劑的後處理系統只是一副“空殼”，要讓後處理系統真正催化轉化地動起來，必須為其注入“靈魂”。
為其催化劑由載體、塗層、助劑、活性成分四部分組成
記者瞭解到，柴油車尾氣中的有害成分主要包括NOX和PM。其中，消除柴油車排出的氮氧化物技術主要為SCR技術路線。目前，該技術路線所使用的催化劑材料主要有2類，一類是釩-鎢-鈦（五氧化二釩V2O5、三氧化鎢WO3和二氧化鈦TiO2）材料，簡稱釩基催化劑，另一類是分子篩材料。
但這兩類催化劑的應用都有技術難點。五氧化二釩屬於高毒物質，對人體健康危害較大。並且釩-鎢-鈦材料低溫性能(小於200℃)和高溫性能(大於550℃)差，特別使用在城市公交工況下出現的低溫性能差的缺陷，隨著政策法規對排放控制越來越高，在國五甚至國六階段，釩系材料難以達到理想的催化效果，包括安全性的焦慮問題。另一方面，多數的分子篩配方活性主要表現在中高溫區域，實際應用中的水抑制及硫中毒問題依然亟待解決。並且，分子篩塗覆技術難度較大，其所表現出的塗覆率低、抗脫落率高等一系列的問題也還有待進一步通過工程化應用研究來解決。
此前自主品牌在這兩類催化劑材料上，由於關鍵核心技術沒有得到貫通地突破、質量穩定性似感欠缺，以及量產能力不足，錯失市場機遇。然而今時不同往日，在我國自主品牌後處理系統產業鏈上有識之士的共同努力下，中國自主的催化劑產品即將到來，柴油車尾氣催化劑依賴進口的局面或將被打破。
國內尾氣催化器市場競爭格局
多方聯手
共同研製純稀土基SCR催化劑
故事還要從2016年說起。那時，經過國三到國四的升級，我國已經醞釀要實施國五排放標準，河北華特汽車部件有限公司（簡稱“河北華特”）意識到，國家的環保要求只會越來越高，把握汽車尾氣排放後處理市場非常重要。河北華特總工程師莊忠冉告訴記者：
國際上研究稀土基尾氣催化劑的歷史已經有十多年了，但由於稀土資源少、塗覆技術未能有效攻克等原因，十多年來還是停留在研究階段，並未實現工程化，也就談不到實現產業化。而我國是稀土資源大國，發展稀土基SCR催化劑具備先天優勢。
同時，中國北方稀土（集團）高科技股份有限公司（簡稱“北方稀土”）提供了充分支持。以前，北方稀土公司的稀土催化劑主要應用在火電廠、鋼鐵廠等固定源有害氣體排放系統中。“我們與北方稀土商議之後，雙方一拍即合。在此前固定源的基礎上研究移動源，即汽車尾氣的催化劑。”河北華特總經理宋海燕對記者說。
此後，又有一位合作伙伴——北京凱德斯環保科技有限公司（簡稱“北京凱德斯”）加入，其主要產品是汽車後處理SCR尿素噴射系統。
經過兩年的研究和試驗，河北華特採用北方稀土公司提供的稀土配方，攻克了稀土基催化劑的塗覆技術，研製出純稀土基SCR催化劑，並且採用北京凱德斯的SCR尿素噴射系統。現正在按照國五排放標準要求，進行必須完成的後處理系統782小時發動機臺架耐久試驗。目前，這一自主研製的純稀土基SCR催化劑已經進行了超過200小時的試驗。
汽車尾氣催化示意圖
北京凱德斯總經理郭宗華告訴記者：
根據目前的試驗來看，稀土基SCR催化劑溫度範圍廣、性能優勢好，對尿素噴射系統更有利。
他還補充道：
這是有望打破外國汽車尾氣催化劑技術壟斷的自主產品，我們凱德斯的客戶，一些大型商用車整車製造企業對稀土基催化劑也十分關注。
等待試驗結果
自主尾氣催化劑“在路上”
再過不久，這一我國多家企業聯合研製的純稀土基SCR催化劑試驗就將顯示出它的成果。記者瞭解到，若一切順利，北方稀土、河北華特、北京凱德思計劃成立一家名為“華凱”的合資公司，推廣自主品牌催化劑。
打破外國催化劑產品的壟斷，自主品牌“在路上”。展望未來，自主研製的純稀土基SCR催化劑將以五大優勢為“利刃”打開市場。
1
其一：稀土基催化劑 不再依賴進口
以往，由於我國在釩基和分子篩催化劑領域未佔先機，汽車尾氣催化劑市場已然被外國品牌所壟斷。此次自主研發的稀土基SCR催化劑剛好避開了國外的技術壟斷、專利控制問題，不再被外資“卡脖子”，關鍵技術將掌握在我們自己手裡。並且，我國具備稀土資源豐富的先天優勢，產業化之後的成本有望降低。
2
其二：不用添加貴金屬 即可完成催化轉化
目前市場上的後處理系統若要發揮作用，離不開其中添加的貴金屬成分（鉑Pt、鈀Pd、銠Rh是最常見的三種貴金屬催化劑），一旦減少貴金屬的用量，後處理系統的實際效果和使用壽命就會大打折扣。後處理系統需要使用的貴金屬不僅價格昂貴，還對發動機的空燃比要求嚴格，易發生鉛、硫中毒失效。並且近幾年，它的價格始終處於上漲態勢，未來的貴金屬資源只會更緊張。
河北華特研製的“純稀土基SCR催化劑”不需添加貴金屬，即可完成催化轉化，進一步減少了步驟、降低了成本，有利於降本增效。
3
其三：操作溫度窗口寬 性能穩定
從目前進行過的試驗來看，純稀土基SCR催化劑耐水、熱、老化的性能更好。莊忠冉對記者介紹說：“由河北華特塗覆的純稀土基SCR催化劑，此前進行了整車PEMS試驗，包含城市和非城市道路，滿足國家法規要求。不僅如此，我們還與外國品牌的釩基催化劑進行了比較，它的有效窗口通過率在90%-92%，而華特純稀土基SCR催化劑的通過率是100%。”
4
其四：無釩無汙染 綠色更環保；
宋海燕表示，之所以研究稀土基催化劑就是因為意識到了釩基催化劑的汙染問題。他對記者說：“採用釩基催化劑材料的後處理系統，它的載體的處理是個很大的問題。車輛報廢之後，載體怎麼辦？它對環境和人體都有很大的危害。”而稀土基催化劑就沒有這個問題，更有利於環境保護，可以放心使用。
5
其五：氨氣洩漏量很低 降低危害發生可能性
根據已經發布的國六標準，可以看出對NOx的排放要求極大提高，因而車用尿素噴射量大幅增加，進而導致氨氣（車用尿素還原NOx過程中會洩漏氨氣）洩漏量增加，因此需要加裝ASC催化器將洩漏的氨氣還原為氮氣，這又導致了成本增加。
據瞭解，氨氣是有強烈刺激性的氣體，但由於嗅覺疲勞，長期接觸後對低濃度的氨氣會難以察覺。吸入是氨氣接觸的主要途徑，過量吸入氨氣後會中毒，重者導致死亡。莊忠冉告訴記者：“由河北華特塗覆的純稀土基SCR催化劑，此前進行了發動機臺架試驗，並且與外國品牌的釩基催化劑進行了對比。根據GB17691-2005國標限值，氨氣洩漏量不得高於25g/kwh，外國釩基催化劑的洩露量在11-12g/kwh，而我們的純稀土基SCR催化劑氨氣洩露量為3.89g/kwh。有效降低危害發生的可能性，還將有利於降低成本。”
爆料熱線：
010-56002742；[email protected]
閱讀更多 中國汽車報 的文章
